BOLETÍN DEL CENTRO DE INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS VOLUMEN 44, NO. 3, 2010, PP. 285-402 UNIVERSIDAD DEL ZULIA, MARACAIBO, VENEZUELA Bol. Centro Invest. Biol. 44(3): 285-296 CALIDAD FISICOQUÍMICA DE FRUTOS DE GUAYABA (PSIDIUM GUAJAVA L.) CULTIVADAS EN TRES LOCALIDADES DEL ESTADO ZULIA, VENEZUELA RAÚL RAMÍREZ MÉNDEZ, OSMAR QUIJADA, RAMÓN CAMACHO Y MARÍA ESTHER BURGOS. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Zulia), Maracaibo, estado Zulia, Venezuela. Correo electrónico: [email protected], [email protected] Resumen. Se estudió las variaciones de la calidad físico-química de frutos de guayaba ubicadas en tres localidades del estado Zulia, en condiciones agroecológicas diferentes. Las plantaciones seleccionadas fueron: Centro Socialista de Investigación y Desarrollo Frutícola y Apícola, ubicado en el municipio Mara y las plantaciones comerciales RFA y San Carlos de los municipios Baralt y Sucre, respectivamente. Las unidades de producción están sembradas con el mismo tipo de guayaba (Criolla Roja), con edades similares. Para las evaluaciones físicas y químicas se tomaron 10 frutos por planta por cada localidad. Se evaluaron las características físicas (masa fresca del fruto, diámetro polar, diámetro ecuatorial, grosor del casco, masa fresca de la pulpa, masa de semilla y firmeza) y químicas (sólidos solubles totales, pH, acidez titulable y el contenido de vitamina C, realizados mediante los métodos descritos por la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). Se encontraron diferencias estadísticas significativas (P<0,01) para la mayoría de las características físicas y para los contenidos de sólidos solubles totales y de vitamina C. Los frutos provenientes de la localidad del municipio Sucre presentaron mayor masa con 206,96 g y el menor valor correspondió a los frutos de la localidad de Mara 106,15 g. El mayor diámetro polar fue obtenido por la localidad de Baralt 8,24 cm, mientras que la localidad de Sucre presentó el diámetro ecuatorial de fruto 7,19 cm. Los frutos provenientes de la localidad de Sucre presentaron la mayor firmeza (2,87 kg/cm2) comparado con las localidades de Baralt y Mara que presentaron valores de 2,62 kg/cm2 y 2,23 kg/cm2 respectivamente. Los resultados obtenidos muestran que las características físicas y químicas de los frutos están influenciadas por las condiciones agroecológicas imperantes en cada localidad estudiada. Recibido: 09 Septiembre 2009, aceptado: 23 Septiembre 2010. 285 286 Ramírez Méndez et al. [Bol. Centro Invest. Biol. Palabras clave. Psidium guajava, calidad físico-química, localidades, condiciones agroecológicas. PHYSICAL AND CHEMICAL QUALITY OF GUAVA (PSIDIUM GUAJAVA L.) FRUITS GROWN ON THREE LOCATIONS AT ZULIA STATE, VENEZUELA Abstract. An experiment was conducted to evaluate the chemical and physical variations of guava fruits orchards located at three locations, with different agroecological conditions, in Zulia State, Venezuela. The guava orchards were: Socialist Research Centre and Fruit and Beekeeping Development, located at Mara County, and the commercial orchards RFA and San Carlos, at Baralt and Sucre Counties, respectively. All three production units were planted with the guava variety Criolla Roja, with similar tree ages. On each location, ten fruits per plant were harvested for the physical and chemical evaluations. The physical evaluations were: fruit fresh weight, polar and equatorial diameter, skin width, pulp fresh weight, seed weight and firmness. The chemical ones were: total soluble solids, pH, tritable acidity and content vitamin C, made all of them determined through the methods described by the Venezuelan Commission for Industrial Standards (COVENIN). Statistical differences (P<0,01) were found for most of the physical characteristics evaluated and for both the total soluble solids content and vitamin C. The fruits harvested from Sucre County showed the greatest fresh weight 206, 96 g and those from Mara County the lowest 106,15 g. The greatest f ruit polar diameter 8,24 cm was obtained on the fruits harvested at Baralt County, and those from Sucre County showed the greatest equatorial diameter 7,19 cm. Fruits from Sucre County had the greatest firmness (2,87 kg/cm2 ) when compared to those from Baralt and Mara Counties 2,62 kg/cm2 and 2,23 kg/cm 2 respectively. These results showed that the fruits physical and chemical characteristics are influenced by the agroecological conditions of each location where the guava trees are grown. Received: 09 September 2009, Accepted: 23 September 2010. Key words. Psidium guajava, physical and chemical quality, locations, agroecological conditions. INTRODUCCIÓN La guayaba (Psidium guajava L.) es una fruta muy versátil en cuanto a sus diferentes usos mediante el procesamiento, pues se consume no sólo como fruta fresca, sino también en jugos y una gran variedad de confites de Vol. 44, 2010] Calidad Fisicoquímica de Frutos de Guayaba 287 confección casera, semi-industrial e industrial, con su pulpa se preparan diversos productos como las tradicionales jaleas, bocadillos y mermeladas (Avilán et al. 1989). Existen diversos factores que influyen en la composición y calidad de frutas frescas, entre ellas tenemos: factores genéticos (cultivares, patrones), factores ambientales (lluvias, temperatura, luz, viento) y el manejo agronómico (suelo, riego, nutrientes, prácticas agrícolas, agroquímicos), cosechas (estado del fruto, edad fisiológica, composición atmosférica), tiempo entre cosechas y consumo (Flores 1994). A comienzos de los años 80 se inicia la producción comercial de guayaba en el Zulia, básicamente en la zona norte, sin embargo, tras los efectos de la mota blanca (Capulinia sp.), pudrición apical (Dothiorella sp.), nemátodos, salinidad y elevados costos de electricidad para el riego; razones por las cuales la guayaba se fue desplazando, desde la planicie de Maracaibo hacia los municipios sur-orientales ribereños al Lago de Maracaibo (Araujo 1997, Cermeli y Geraud-Pouey 1997, Castellano et.al. 2003). En la actualidad, la producción está dispersa entre los municipios Miranda, Baralt y Sucre del estado Zulia, y municipios aledaños de estados vecinos como Mérida y Trujillo (Quijada et al. 2005). En este sentido es importante destacar que el estado Zulia es el principal productor de frutas tropicales del país, siendo la guayaba uno de los rubros más destacados de la región, aportando el 90% de la producción nacional, concentrada específicamente en la cuenca sur-oriental del lago de Maracaibo. Es importante destacar que existen numerosas investigaciones sobre el cultivo (guayaba) sembrado en el municipio Mara (Laguado y Marín 2004, Laguado et al. 1999, Marín et al. 1993), sin embargo, es poca la información generada en otros municipios del estado, en relación a los aspectos de calidad de la fruta; por lo que en esta investigación se planteó como objetivo comparar las características físico-químicas de los frutos de guayaba de tres zonas agroecológicas del estado Zulia. MATERIALES Y MÉTODOS Las frutas de guayaba (Psidium guajava L.) tipo “Criolla Roja” fueron adquiridas en tres unidades de producción: Centro Socialista de Investigación y Desarrollo Frutícola y Apícola del Zulia - CORPOZULIA (Lat: 10º 49' 46,6 N Long: 71º 46' 29,2 W) y en dos fincas comerciales, RFA y San Carlos, 288 Ramírez Méndez et al. [Bol. Centro Invest. Biol. ubicadas en los municipios Mara, Baralt y Sucre del estado Zulia, respectivamente. En la tabla 1, se presentan las características agroecológicas de las localidades y algunas características agronómicas de las tres plantaciones. Estas unidades de producción están sembradas con el mismo tipo de guayaba “Criolla Roja”, y aunque presentan diferentes edades, se encuentran dentro del periodo de crecimiento productivo del cultivo (Avilán et al. 1989). Tabla 1. Condiciones agroecológicas imperantes en tres localidades del estado Zulia. Municipios Características *Mara **Baralt ***Sucre 500-600 1200-1500 1500-1600 Precipitación Anual (mm) 28 30 28 Temperatura (ºC) 2000-2200 1800 1200 Evapotranspiración (mm) 75 75 80 Humedad relativa (%) Bosque Bosque semi Bosque semi Clima seco tropical húmedo húmedo Arenoso con Franco arcillo Franco arcillo horizonte limosos limosos Suelo argilico Baja Media-alta Media-alta Fertilidad 10 7 8 Edad de las plantas (años) 7x7 7x7 7x7 Distancia de siembra (m) Fuente: Ewel et al., 1976, Análisis de suelo realizado en el momento de la investigación, *Estación meteorológica Centro Socialista de Investigación y Desarrollo Frutícola y Apícola de CORPOZULIA, **Ministerio del ambiente, ***Estación meteorológica Central Venezuela. CRITERIOS DE MUESTREO Y SELECCIÓN DE LOS FRUTOS Las frutas cosechadas en forma aleatoria, de seis plantas por localidad, tomando 10 frutos de diferentes cuadrantes/árbol (60 frutos/localidad) para un total de 180 frutos. Los mismos fueron cosechados fisiológicamente maduros (COVENIN 1981), tomando en cuenta la uniformidad y sanidad (ausencia de plagas y enfermedades), estos se trasladaron al laboratorio del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Zulia) en cestas plásticas y ubicaron en mesones, hasta su madurez de consumo y posterior procesamiento, donde se realizaron los análisis físico-químicos respectivos. Vol. 44, 2010] Calidad Fisicoquímica de Frutos de Guayaba 289 VARIABLES FÍSICAS Masa fresca de los frutos: Los frutos (n= 180) fueron pesados en una balanza electrónica marca OHAUS modelo Scout Pro SP2001, de 2 Kg de capacidad y apreciación de 0,1 g. Diámetro polar y ecuatorial: Los frutos (n= 180) se midieron tanto en su parte transversal, como longitudinal, con un vernier de acero inoxidable marca Exclusive Prunung Shears. Grosor del casco: Los frutos se dividieron en 2 partes y se procedió a extraer la cavidad de semillas para posteriormente medir el grosor del casco en tres zonas, mediante un vernier de acero inoxidable marca Exclusive Prunung Shears. Porcentaje de casco: Se calculó sustrayendo el peso correspondiente a la semilla y pulpa del peso total del fruto. El resultado se expresó en porcentaje (%p/p). Porcentaje de semillas: Se calculó sustrayendo el peso correspondiente al casco y pulpa del peso total del fruto. El resultado se expresó en porcentaje (%p/p). Porcentaje de pulpa: Se calculó sustrayendo el peso correspondiente al casco y semilla del peso total del fruto. El resultado se expresó en porcentaje (%p/p). Firmeza: se determinó mediante la presión ejercida sobre la cáscara del fruto (n= 180) por un penetrómetro para frutas, marca IRC, modelo FT 327. VARIABLES FÍSICO-QUÍMICAS Para determinar los análisis físico-químicos se extrajo y homogeneizó suficiente pulpa en forma de puré (COVENIN, 1983), utilizando un procesador de alimentos (extractor de jugos) marca Black & Decker JE1200. Los parámetros evaluados son los siguientes: pH: Se utilizó un potenciómetro Orion modelo 210 Aplus, según la metodología descrita en la Norma 1315-79 de la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN 1979). 290 Ramírez Méndez et al. [Bol. Centro Invest. Biol. Sólidos solubles totales (SST): se determinó mediante un refractómetro marca Chase modelo 80 – 103. Los resultados se expresaron en grados Brix a 20 ºC. (COVENIN 1977a). Acidez titulable: se determinó por titulación, con NaOH al 0,1 N de acuerdo a lo establecido por la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN 1977b). La acidez total titulable se expreso en términos del porcentaje de ácido cítrico, presente en la pulpa de guayaba. Contenido de vitamina C: fue determinado a través de la técnica del 2,6Diclorofenol-indofenol. Los resultados se expresaron en miligramos de ácido ascórbico en 100 mL de pulpa de guayaba (COVENIN 1982). DISEÑO EXPERIMENTAL Fueron seleccionadas seis plantas por localidad, de las cuales se cosecharon 10 frutos por cada una, para un total de 180 muestras procesadas. Los resultados obtenidos en las determinaciones fisicoquímicas se analizaron mediante el paquete estadístico Statistical Analysis System, utilizando un diseño completamente al azar para evaluar las características de los frutos. Así mismo fueron sometidos a un análisis de varianza (ANOVA) y separación de medias por la prueba de comparación múltiple Tukey (S.A.S 2000). RESULTADOS Y DISCUSIÓN MASA FRESCA DE LOS FRUTOS Se encontraron diferencias estadísticas significativas (P<0,01) entre los frutos provenientes de las tres localidades estudiadas (Tabla 2). Los frutos provenientes de la localidad del municipio Sucre presentaron la media más alta con 206, 96 g y la más baja los frutos del municipio Mara con 106,15 g. La masa promedio más alta obtenida por los frutos provenientes de la localidad de Sucre pareciera estar influenciada por las mejores condiciones de clima y suelo que prevalecen en esta localidad con respecto a las otras zona agroecológicas, las plantaciones ubicadas en el municipio Mara requieren de riego complementario durante todo el año, que no sucede en las localidades de Baralt y Sucre. La influencia del las condiciones de clima y suelo sobre la masa promedio de frutos en guayaba es reportado por diversos autores (Dwiveli et al. 1991, Arenas de Moreno 1993, Isea 2001). Así mismo Flores, (1994) en su Vol. 44, 2010] Calidad Fisicoquímica de Frutos de Guayaba 291 publicación Manejo poscosecha de frutas y hortalizas en Venezuela, afirma que las condiciones ambientales, manejo agronómico, entre otros, son factores que influyen en la composición y calidad de las frutas y hortalizas. La masa promedio de frutos, de la localidad de Sucre coincide con los reportados por Isea (2001), pero no así para la localidad de Mara, donde este autor encontró mayor masa de frutos que los reportados en esta investigación. En general, las masa promedio de los frutos de las tres localidades satisfacen los estándares de calidad para comercialización a nivel nacional como internacional (Guzmán 1992). DIÁMETRO POLAR Y ECUATORIAL DE LOS FRUTOS Para estas variables se encontraron diferencias estadísticamente significativas (P<0,01) entre las localidades estudiadas (Tabla 2). Las medias más altas para el diámetro polar de frutos fueron obtenidas por la localidad de Baralt 8,24 cm, mientras que la localidad de Sucre presentó la media más alta para el diámetro ecuatorial de frutos 7,19 cm. Estos resultados muestran que la localidad de Baralt presenta frutos mas alargados con respecto a las otras dos localidades, pero contrariamente presenta menor ancho de frutos, por su parte, los frutos de la localidad de Sucre presentan menor longitud, pero que tienden hacia la redondez, esto puede estar influenciado por factores ambientales imperantes en cada localidad (Dwiveli et al. 1991, Arenas de Moreno 1993, Flores 1994). Los valores de diámetro polar y ecuatorial de frutos, de las localidades de Mara y Sucre son similares a los reportados por Isea (2001) y Quijada et al. (2005). Así mismo las reportadas para Baralt por Quijada et al. (2004). RELACIÓN CASCO, PULPA Y SEMILLA DE LOS FRUTOS Para la variable grosor de casco de frutos, se encontraron diferencias estadísticamente significativas (P<0,01) entre las tres localidades, mientras que para el porcentaje de pulpa y semillas por frutos presentaron estadísticamente unas características similares entre sí (Tabla 2). Los frutos provenientes de las localidades de Baralt y Sucre presentaron mayores valores para el grosor de casco de los frutos, mientras que los frutos de la localidad de Mara obtuvieron el menor valor. Frutos con mayor grosor de casco permiten su utilización para la industria artesanal de producción de cascos de guayaba. 292 Ramírez Méndez et al. [Bol. Centro Invest. Biol. Los valores obtenidos de grosor del casco en la localidad de Sucre son similares a los reportados por Isea (2001), sin embargo difieren a los obtenidos en la localidad de Mara por el mismo autor, mientras que para la localidad de Baralt son semejantes a los publicados por Quijada et al. (2004). Así mismo, todos los valores de las localidades son superiores a los reportados por El Agamy et al. 1976. Los valores de pulpa y semillas de las tres localidades, a pesar de no presentar diferencias estadísticamente significativas, muestran que los frutos provenientes de Mara presentan mayor valor para las dos variables, en comparación con las otras localidades, contrariamente esta misma localidad obtuvo menor masa promedio de fruto, para el caso de las semillas, frutos con mayor porcentaje de semilla es una cualidad inadecuada para la industria procesadora de frutas (Arenas de Moreno 1995). FIRMEZA DE LOS FRUTOS Para esta variable se encontraron diferencias estadísticamente significativas (P<0,01) entre las tres localidades (Tabla 2). Los frutos provenientes de la localidad de Sucre presentaron mayor firmeza (2,87 kg/cm2) comparado con las localidades de Baralt y Mara que presentaron valores de 2,62 kg/cm2 y 2,23 kg/cm2 respectivamente, esta característica es deseable para el mercado fresco de la fruta, porque su deterioro es menor en los proceso de cosecha, poscosecha y de transporte de la fruta, ya que este se realiza normalmente en cestas plásticas de 30 kg, la cual no garantiza mayor perecibilidad de los frutos. Tabla 2. Características físicas de frutos de guayaba (Psidium guajava L.) en tres localidades del estado Zulia. Localidad Masa Frutos (g) Diám. polar (cm) Diám. ecuatorial (cm) Grosor Casco (cm) % Casc o % Pulp a % Semilla Firmeza (Kg/cm2 ) Mara 106,15 7,27 6,42 1,03 69,91 27,26 2,83 2,23 b b b b b a a b 176,37 8,24 6,81 1,26 74,68 23,20 2,17 2,62 a a ab a a ab a ab 206,96 7,97 7,19 1,32 73,87 24,11 2,03 2,87 a ab a a ab ab a a Baralt Sucre a, b Letras diferentes dentro de una misma fila, indican diferencias significativas (P<0,01). Vol. 44, 2010] Calidad Fisicoquímica de Frutos de Guayaba 293 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LOS FRUTOS Para las variables químicas sólo se encontraron diferencias significativas (P<0,05) para los sólidos solubles totales (SST) y vitamina C entre las localidades (Tabla 3), lo cual indica que existen variaciones para estas variables entre las localidades estudiadas. Los mayores valores de SST fueron obtenidos por la localidad de Mara, en segundo término la localidad de Sucre y por último la localidad de Baralt. Se aprecia a la localidad de Mara con menores valores de precipitación anual (Tabla 1) sin embargo, obtuvo mayores valores para los SST, lo que pareciera indicar que localidades productoras de guayaba donde ocurren menores precipitaciones presentan mayores contenidos de azucares totales. Los resultados obtenidos para esta variable son similares a los reportados para esta misma localidad por Isea 2001 y Marín et al. 1993. Así mismo Laguado et al. (1999), Marín et al. (1993) y Laguado y Marín (2004) señalan que los mayores valores de SST se presentan en frutos en estados de madurez pintón y maduro, debido al incremento principalmente de los azúcares durante los estados avanzados del proceso de maduración. En relación a los contenidos de vitamina C se encontraron altas variaciones entre las tres localidades, el mayor promedio fue obtenido por los frutos provenientes de la localidad de Sucre. Contrario a la situación presentada con el contenido de SST, la localidad de Sucre presentó los mayores valores para el contenido de vitamina C, siendo la localidad con mayores precipitaciones durante el año, lo que pareciera indicar que estos factores están asociados (Dwiveli et al. 1991, Arenas de Moreno 1993, Flores 1994). Los altos contenidos de SST y de vitamina C en los frutos de guayaba, son bien importantes para el mercado fresco y procesado de frutos. Los valores obtenidos para estas dos variables son similares a los obtenidos para la localidad de Sucre por Castellano et al. (2006). Es importante señalar que los valores de pH se mantuvieron muy cercanos a los rangos (3,7 a 4,02) señalados por Laguado et al. (1999) y a los resultados obtenidos por Castellano et al. (2006) en frutas pintonas (4,2) y en frutas completamente maduras (4,4). 294 Ramírez Méndez et al. [Bol. Centro Invest. Biol. Tabla 3. Comparación de las Características químicas de frutos de guayaba (Psidium guajava L.) en tres localidades del estado Zulia y los requisitos mínimos exigidos por el International Trade Centre, para la exportación de pulpa de guayaba Acidez Vit. C Localidades ºBrix pH titulable (%) (mg/100ml) 10,33 a 4,10 a 0,43 a 74,77 b Mara b a a 8,67 4,43 0,36 66,54 b Baralt ab a a 9,75 4,37 0,42 111,86 a Sucre *I.T.C 8,00 a 11,00 2,70 a 3,30 1,20 a 2,00 a,b : Letras diferentes dentro de una misma fila, indican diferencias significativas (P<0,05). *I.T.C: International Trade Centre (Arenas de Moreno, 1995). En la tabla 3 se hace la comparación entre los valores obtenidos en los frutos de las localidades estudiadas y las exigencias del International Trade Centre (ITC) para la exportación de pulpa de guayaba, mostrándose que los valores de los SST, obtenidos por los frutos provenientes de las tres localidades cumplen con los requisitos mínimos para estos mercados. Por su parte, el pH y la acidez titulable lograda en la pulpa de los frutos evaluados está por debajo de los valores exigidos por el I.T.C, sin embargo se debe resaltar que al elaborar pulpas de frutas los valores de pH y acidez total titulable en las pulpas son ajustados mediante la adición de ácidos orgánicos como por ejemplo el ácido cítrico, utilizado frecuentemente en la elaboración de pulpa de guayaba y otras frutas. CONCLUSIONES Los frutos provenientes de la localidad de Sucre presentaron los mayores promedios de masa fresca, diámetro polar, diámetro ecuatorial del fruto, masa de la pulpa, grosor de casco y firmeza en comparación con las localidades de Baralt y Mara. Los frutos evaluados de la localidad de Mara, presentaron los promedios más altos para los SST y la acidez titulable, mientras que el mayor contenido de vitamina C se obtuvo en los frutos que provienen de la localidad de Sucre. Las diferencias observadas en los parámetros evaluados, indican que las condiciones ambientales imperantes en cada localidad estudiada tienen influencia sobre la calidad de los frutos y sus pulpas. Vol. 44, 2010] Calidad Fisicoquímica de Frutos de Guayaba 295 Las evaluaciones realizadas permitieron obtener un referencial sobre las características de calidad de frutos, de guayaba para su consumo y comercialización nacional e internacional. LITERATURA CITADA ARAUJO F. 1997. Efecto de la distancia de siembra sobre el comportamiento agronómico del huerto de guayabos (Psidium guajava L.), planicie de Maracaibo. En Jornadas Científico - Técnica de la Facultad de Agronomía de LUZ. Maracaibo, Venezuela. ARENAS DE MORENO, L. 1993. Diagnostico de la calidad de la pulpa de guayaba en plantaciones del municipio Mara. Universidad del Zulia. Facultad de Agronomía. Informe de Investigación. 56 pp. ARENAS DE MORENO, L. 1995. Control de calidad de los frutos y pulpas de frutas. 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