UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS CONTENIDO DE COMPUESTOS ANTIOXIDANTES EN UVILLA ORGÁNICA (Physalis peruviana L.) TRATADA CON RADIACIÓN UV-C y 1-MCP. TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS ANDREA INÉS OBANDO QUEZADA DIRECTORA: BIOQ. MARÍA JOSÉ ANDRADE CUVI Quito, marzo 2017
Transcript of UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
CONTENIDO DE COMPUESTOS ANTIOXIDANTES EN UVILLA
ORGÁNICA (Physalis peruviana L.) TRATADA CON
RADIACIÓN UV-C y 1-MCP.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
ANDREA INÉS OBANDO QUEZADA
DIRECTORA: BIOQ. MARÍA JOSÉ ANDRADE CUVI
Quito, marzo 2017
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2017
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo ANDREA INÉS OBANDO QUEZADA, declaro que el trabajo aquí descrito
es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado
o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
Andrea Inés Obando Quezada
C.I. 1715612865
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título "Contenido de
compuestos antioxidantes en uvilla (Physalis peruviana) tratada con
radiación UV-C y 1-MCP”, que, para aspirar al título de Ingeniera de
Alimentos fue desarrollado por Andrea Inés Obando Quezada, bajo mi
dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e
Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de
Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
___________________
Bioq. María José Andrade Cuvi
DIRECTORA DEL TRABAJO
C.I. 1712338373
DEDICATORIA
A Dios por la vida y la salud; permitiéndome cumplir mis sueños y culminar
esta etapa de mi vida.
A mis padres, Alberto y Sonia quienes son mi mayor ejemplo, apoyo y
soporte en todo en momento.
A mis hermanas, Alejandra y Pamela por su compañía y complicidad.
A mi compañero de vida Gabriel, por caminar a mi lado durante esta etapa
universitaria, brindándome su apoyo y amor.
AGRADECIMIENTOS
Gracias a mis padres, quienes son mi ejemplo de superación y perseverancia,
por brindarme lo mejor en cada paso de mi vida, para cumplir con todos mis
sueños. Quienes supieron guiarme con sus consejos y valores a culminar esta
etapa universitaria; evidentemente seguirán motivándome y alentándome a
ser una mujer muy emprendedora y soñadora.
Mis hermanas, por su complicidad en todo momento y por alegrarse de todos
mis logros como si fuesen suyos.
Gabriel, por su ayuda incondicional a pesar de su desconocimiento en la
carrera, pudo darme su mano cuando más lo necesité. Gracias por creer y
cuidar de mí en todo momento.
Mis amigos que sin duda nada hubiese sido igual sin sus ocurrencias y acolite;
Dany, Cris, Hipa, Jorge y todos mis compañeros que de alguna forma
formaron parte de mi formación universitaria.
Michelle, quien fue una guía muy importante en cada eslabón de la realización
de este proyecto.
Mi directora de tesis Bioq. María José Andrade, por confiar en mí para formar
parte de su proyecto de investigación y estar en todo momento dispuesta a
brindarme sus conocimientos.
A todos mis profesores, por sus enseñanzas en estos 4 años de carrera
universitaria y sembrar en mí una gran formación.
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1715612865
APELLIDO Y NOMBRES: Obando Quezada Andrea Inés
DIRECCIÓN: Leonidas Puebla E5-64 y Francisco de
Albornoz (Mariana de Jesús - Calderón)
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 2065-753
TELÉFONO MOVIL: 0999487466
DATOS DE LA OBRA
TITULO: CONTENIDO DE COMPUESTOS
ANTIOXIDANTES EN UVILLA ORGÁNICA
(Physalis peruviana L.) TRATADA CON
RADIACIÓN UV-C y 1-MCP
AUTOR O AUTORES: Obando Quezada Andrea Inés
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: 10 de Marzo 2017
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
Bioq. María José Andrade Cuvi
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniería de Alimentos
RESUMEN: El objetivo del presente trabajo fue evaluar el
efecto del uso combinado de la radiación
UV-C y el 1-Metilciclopopeno (1-MCP) sobre
el contenido de compuestos antioxidantes en
uvilla orgánica. Los frutos fueron cosechados
en Cotacachi, provincia de Imbabura. Los
frutos fueron divididos en dos grupos: control
(no tratados) y tratados con radiación UV-C
(12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h), se
colocaron en bandejas plásticas perforadas y
se almacenaron en refrigeración a 4 C
x
durante 35 días. A los 0, 7, 14, 21, 28 y 35
días se determinó la pérdida de peso, el
avance del daño y el contenido de carotenos
totales (extracción con
hexano:acetona:etanol), fenoles totales
(método de Folin-Ciocalteu), ácido
ascórbico-AA (HPLC) y capacidad
antioxidante total (según el radical ABTS.+).
El tratamiento retrasó la pérdida de peso y el
avance del daño manteniendo la calidad de
fruta durante el almacenamiento. Los frutos
tratados presentaron mayor contenido de AA,
también se encontró mayor contenido de
fenoles totales y carotenoides en los frutos
tratados a partir del 14 hasta el final del
almacenamiento (día 35), al igual que la
capacidad antioxidante. Las tecnologías
aplicadas permitieron definir dos fases de
respuesta en los frutos tratados: una primera
a tiempos cortos de almacenamiento (hasta
el día 7) donde los frutos tratados
presentaron menor capacidad antioxidante
que los controles, lo que se relaciona con lo
encontrado en el análisis de fenoles y
carotenoides. En la segunda fase (a tiempos
largos de almacenamiento, periodo
comprendido entre el día 14 y día 35) los
frutos tratados presentaron mayor actividad
antioxidante que los controles. Esto se
relaciona con el mayor contenido de AA,
carotenoides y fenoles determinados para
estos tiempos de almacenamiento. El uso
combinado de radiación UV-C y 1-MCP
constituye una alternativa de tratamiento
poscosecha económica, de fácil aplicación
sin dejar residuos en el producto y
reduciendo la contaminación ambiental.
PALABRAS CLAVES: Poscosecha, ácido ascórbico,
compuestos fenólicos, carotenoides y
capacidad antioxidante.
ABSTRACT:
The aim was to evaluate the effect of the
combined use of UV-C radiation and
1-Methylcyclopropene (1-MCP) on the
content of antioxidant compounds in organic
cape gooseberry. Fruits were harvested in
Cotacachi, Imbabura province and were
divided into two groups: control (untreated)
and treated with UV-C radiation (12.5 kJ / m2)
and 1-MCP (1µL L-1/12 h), placed in
perforated plastic trays and were stored in
refrigeration at 4 C for 35 days. At 0, 7, 14,
21, 28 and 35 days it was determinated
weight loss, damage index and total
carotenoids content (extraction with hexane:
acetone: ethanol), total phenols (Folin-
Ciocalteu method), ascorbic acid-AA (HPLC)
and total antioxidant capacity (using radical
ABTS.+). Treatment delayed the loss weight
and advance of the damage index
maintaining the quality of fruit during the
storage. Treated fruits presented a higher AA
content, a higher content of total phenols and
carotenoids were also found in fruits treated
from 14 until the end of storage (day 35), as
well as antioxidant capacity. The applied
technologies allowed to define two phases of
response in treated fruits: a first to short
storage times (until day 7) where the treated
fruits presented lower antioxidant capacity
than the controls, which is related to what was
found in the analysis of phenols and
carotenoids. In the second phase (at long
storage times, between day 14 and day 35)
treated fruits showed higher antioxidant
activity than controls. It’s could be related to
the higher content of AA, carotenoids and
phenols determined for these storage times.
The combined use of UV-C and 1-MCP
radiation is an economical postharvest
treatment alternative, easy to apply without
leaving residues in the product and reducing
environmental pollution.
KEYWORDS
Postharvest, ascorbic acid, phenolic
compounds, carotenoids, antioxidant
capacity.
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio
Digital de la Institución.
f:__________________________________________
Obando Quezada Andrea Inés
1715612865
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, OBANDO QUEZADA ANDREA INÉS, CI.: 1715612865 autora del proyecto titulado:
¨Contenido de compuestos antioxidantes en uvilla (Physalis peruviana) tratada con radiación
UV-C y 1-MCP¨ previo a la obtención del título de GRADO ACADÉMICO COMO APARECE
EN EL CERTIFICADO DE EGRESAMIENTO en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Quito, marzo 2017.
f:__________________________________________
Obando Quezada Andrea Inés
1715612865
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 4
2.1. UVILLA 4
2.1.1. CLASIFICACIÓN BOTÁNICA 6
2.1.2. VARIEDADES 7
2.1.3. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL 8
2.1.4. PRODUCCIÓN EN EL ECUADOR 8
2.2. COSECHA Y POSCOSECHA 10
2.2.1. TECNOLOGÍAS POSCOSECHA 14
2.2.1.1. Radiación UV-C en frutas y hortalizas 14
2.2.1.2. 1-MCP en frutas y hortalizas 20
2.3. ANTIOXIDANTES 24
2.3.1. CONTENIDO DE ANTIOXIDANTES 25
2.3.2. COMPUESTOS FENÓLICOS 27
2.3.3. CAROTENOIDES
2.3.4. ÁCIDO ASCÓRBICO
28
30
3. METODOLOGÍA 32
3.1. MATERIAL VEGETAL 32
3.2. TRATAMIENTO CON RADIACIÓN UV-C Y 1-MCP 32
3.3. ANÁLISIS FÍSICO 33
3.3.1. PÉRDIDA DE PESO 33
3.3.2. ÍNDICE DE DAÑO (ID) 33
ii
3.3.3. PORCENTAJE DE DECAIMIENTO
PÁGINA
34
3.4. CONTENIDO DE ÁCIDO ASCÓRBICO (AA) 35
3.5. CONTENIDO DE CAROTENOS TOTALES 35
3.6. CONTENIDO DE FENOLES TOTALES Y
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
36
3.6.1. PREPARACIÓN DE EXTRACTO 36
3.6.2. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE FENOLES
TOTALES
36
3.6.3. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE 37
3.7. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Y MATERIA SECA
3.8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
37
38
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 39
4.1. ANÁLISIS DE PÉRDIDA DE PESO 39
4.2. ANÁLISIS DE ÍNDICE DE DAÑO 41
4.3. PORCENTAJE DE DECAIMIENTO 42
4.4. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP
SOBRE EL CONTENIDO DE ÁCIDO ASCÓRBICO
45
4.5. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP
SOBRE EL CONTENIDO DE CAROTENOS
47
4.6. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP
SOBRE EL CONTENIDO DE FENOLES TOTALES
48
4.7. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP
SOBRE EL CONTENIDO DE FENOLES TOTALES
50
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 53
5.1. CONCLUSIONES
5.2. RECOMENDACIONES
53
54
iii
PÁGINA
BIBLIOGRAFÍA 55
ANEXOS 67
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Nombres comunes de la Uvilla 4
Tabla 2. Clasificación taxonómica de la Uvilla 6
Tabla 3. Algunas especies del género Physalis 7
Tabla 4 Composición nutricional de la Uvilla 8
Tabla 5. Cronograma de estadíos del ciclo vegetativo 10
Tabla 6. Clasificación de la radiación UV 15
Tabla 7. Efecto de la aplicación de 1-MCP sobre la calidad nutritiva
y compuestos bioactivos
22
Tabla 8. Clasificación de los compuestos fenólicos según su grado
de complejidad
28
Tabla 9. Determinación de ácido ascórbico en uvilla almacenada en
refrigeración
45
v
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. (A) Planta, (B) Fruto de uvilla con capuchón, (C) Fruto 5
de Uvilla
Figura 2. Zonas productivas de Imbabura 9
Figura 3. Uvilla lista para la cosecha 11
Figura 4. Escala de color de la uvilla para su maduración 12
Figura 5. Espectro electromagnético 15
Figura 6. Dimerización de la tiamina en el ADN 16
Figura 7. Estructura química del 1-MCP 20
Figura 8. Estructura química del -caroteno 29
Figura 9. Mecanismo propuesto para la estabilización de 30
radicales libres por -caroteno
Figura 10. Mecanismo propuesto para la estabilización de 31
radicales libres por ácido ascórbico
Figura 11. Pérdida de peso de uvilla tratada con radiación 39
UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h)
almacenadas en refrigeración.
Figura 12. Índice de daño de uvilla tratada con radiación UV-C 41
(12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h) almacenadas
en refrigeración.
Figura 13. Daños de la uvilla durante los días de 44
almacenamiento en refrigeración
Figura 14. Contenido de carotenos totales de uvilla tratada con
radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h)
almacenadas en refrigeración.
47
Figura 15. Contenido de fenoles totales de uvilla tratada con
radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h)
almacenadas en refrigeración.
50
vi
PÁGINA
Figura 16. Capacidad antioxidante de uvilla tratada con
radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL L-1/12 h)
almacenadas en refrigeración.
51
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA 55
Anexo 2. LAVADO Y DESINFECCIÓN 56
Anexo 3. APLICACIÓN DE TECNOLOGÍA 57
viii
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del uso combinado de la
radiación UV-C y el 1-Metilciclopropeno (1-MCP) sobre el contenido de
compuestos antioxidantes en uvilla orgánica. Los frutos fueron cosechados en
Cotacachi, provincia de Imbabura. Los frutos fueron divididos en dos grupos:
control (no tratados) y tratados con radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1µL
L-1/12 h), se colocaron en bandejas plásticas perforadas y se almacenaron en
refrigeración a 4 C durante 35 días. A los 0, 7, 14, 21, 28 y 35 días se
determinó la pérdida de peso, el avance del daño y el contenido de carotenos
totales (extracción con hexano:acetona:etanol), fenoles totales (método de
Folin-Ciocalteu), ácido ascórbico-AA (HPLC) y capacidad antioxidante total
(según el radical ABTS.+). El tratamiento retrasó la pérdida de peso y el avance
del daño manteniendo la calidad de fruta durante el almacenamiento. Los
frutos tratados presentaron mayor contenido de AA, también se encontró
mayor contenido de fenoles totales y carotenoides en los frutos tratados a
partir del 14 hasta el final del almacenamiento (día 35), al igual que la
capacidad antioxidante. Las tecnologías aplicadas permitieron definir dos
fases de respuesta en los frutos tratados: una primera a tiempos cortos de
almacenamiento (hasta el día 7) donde los frutos tratados presentaron menor
capacidad antioxidante que los controles, lo que se relaciona con lo
encontrado en el análisis de fenoles y carotenoides. En la segunda fase (a
tiempos largos de almacenamiento, periodo comprendido entre el día 14 y día
35) los frutos tratados presentaron mayor actividad antioxidante que los
controles. Esto se relaciona con el mayor contenido de AA, carotenoides y
fenoles determinados para estos tiempos de almacenamiento. El uso
combinado de radiación UV-C y 1-MCP constituye una alternativa de
tratamiento poscosecha económica, de fácil aplicación sin dejar residuos en
el producto y reduciendo la contaminación ambiental.
ix
ABSTRACT
The aim was to evaluate the effect of the combined use of UV-C radiation and
1-Methylcyclopropene (1-MCP) on the content of antioxidant compounds in
organic cape gooseberry. Fruits were harvested in Cotacachi, Imbabura
province and were divided into two groups: control (untreated) and treated with
UV-C radiation (12.5 KJ / m2) and 1-MCP (1µL L-1/12 h), placed in perforated
plastic trays and were stored in refrigeration at 4 C for 35 days. At 0, 7, 14,
21, 28 and 35 days it was determinated weight loss, damage index and total
carotenoids content (extraction with hexane: acetone: ethanol), total phenols
(Folin-Ciocalteu method), ascorbic acid-AA (HPLC) and total antioxidant
capacity (using radical ABTS.+). Treatment delayed the loss weight and
advance of the damage index maintaining the quality of fruit during the storage.
Treated fruits presented a higher AA content, a higher content of total phenols
and carotenoids were also found in fruits treated from 14 until the end of
storage (day 35), as well as antioxidant capacity. The applied technologies
allowed to define two phases of response in treated fruits: a first to short
storage times (until day 7) where the treated fruits presented lower antioxidant
capacity than the controls, which is related to what was found in the analysis
of phenols and carotenoids. In the second phase (at long storage times,
between day 14 and day 35) treated fruits showed higher antioxidant activity
than controls. It’s could be related to the higher content of AA, carotenoids and
phenols determined for these storage times. The combined use of UV-C and
1-MCP radiation is an economical postharvest treatment alternative, easy to
apply without leaving residues in the product and reducing environmental
pollution.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
La uvilla presenta una forma esférica, color amarillo y sabor agridulce,
haciéndola reconocida como fruta exótica en el extranjero. Fruta que fue
conocida por los Incas y presenta excelente fuente de bioactivos, impactando
en las propiedades nutricionales. Su alto contenido en vitamina C (en 100 g
de uvillas, hay 20 mg de vitamina C) y antioxidantes naturales, la hace muy
cotizada, manifestando inclusive propiedades nutraceúticas. Crece en un
clima templado, entre 8 y 20 °C y a una altura de 1000 a 3500 m.s.n.m.
(Ventimilla, 2011).
Actualmente en el Ecuador se producen 700 ha de uvilla para la exportación;
se comercializan deshidratadas y también se extrae la pulpa para venderla
congelada. Además, se exporta el fruto sin procesar siendo susceptible a las
pérdidas poscosecha, por lo que se ha planteado estudiar la aplicación de
tecnologías que ayuden a alargar la vida útil del producto, pudiendo alcanzar
mercados más lejanos y distantes. En la actualidad se utilizan fletes aéreos
con un precio mucho mayor, por ello se pretende minimizar los costos
enviando en transporte marítimo, el cual requiere un fruto que conserve su
calidad por más tiempo (Ventimilla, 2011).
Las frutas climatéricas como la uvilla maduran rápida e intensamente después
de haber sido cosechada, desarrollando defectos en su textura y firmeza
perdiendo consistencia durante la comercialización. Al respecto durante los
últimos años se han venido desarrollando nuevas tecnologías poscosecha con
el fin de reducir pérdidas ya sean de tipo mecánicas, microbiológicas o
fisiológicas; entre estas tecnologías se ha estudiado la aplicación de radiación
UV-C y 1-MCP solas o combinadas entre si (Toapanta, 2012).
La radiación UV-C tiene tantas variables de aplicación que es difícil establecer
parámetros respecto a la intensidad del tratamiento, ya que cada alimento
necesita una dosis específica de radiación. Debido a ello, para un mismo
alimento se pueden tener rangos de dosis muy diversos. En general y de
2
manera no oficial, la mayoría de los investigadores consideran una dosis de
radiación como baja cuando es menor o igual a 1 kJ/m2 y es considerada como
alta cuando la dosis es mayor o igual a 15 kJ/m2. El tratamiento UV-C ideal
debería reducir la carga microbiana, incrementar algunas propiedades
nutricionales y no generar atributos sensoriales negativos (Haro & Guerrero,
2013).
El 1-Metilciclopropeno (1-MCP) como estrategia de conservación, esta
clasificado como un regulador de crecimiento, con una conducta de acción
inocuo para el ser humano, demostrando su efecto al retrasar la senescencia
natural. El tratamiento se basa en una aplicación gaseosa del producto en una
cámara cerrada, la cual es capaz de disminuir o retrasar la producción de
etileno y CO2 en la mayoría de los frutos climatéricos, manteniendo mayores
niveles de firmeza a lo largo de su vida útil (Guillén, 2009). En el país se ha
empezado aplicar estas tecnologías en frutos exóticos como la uvilla.
En general los estudios realizados se enfocan en el efecto de las tecnologías
poscosecha sobre la calidad de la fruta durante el almacenamiento, sin
embargo, se debe considerar los cambios bioquímicos que ocurren en el tejido
y que serían la adaptación del fruto al tratamiento poscosecha. Numerosos
estudios explican los efectos de las tecnologías poscosecha sobre el
contenido de compuestos antioxidantes y su disminución durante el
almacenamiento.
Los antioxidantes son una forma de defensa del cuerpo humano contra los
radicales libres, son agentes que inhiben o neutralizan el daño potencial que
estos radicales libres pueden ocasionar. Los antioxidantes más conocidos
son: vitamina C, ß-caroteno (una forma de vitamina A) y compuestos fenólicos
(Llerena, 2014). Actualmente el contenido de antioxidantes es considerado un
parámetro importante de la calidad de frutas y hortalizas, razón por la que es
de gran interés evaluar los cambios en el estado de estos compuestos
después de aplicar tecnologías emergentes de conservación como
tratamientos con UV-C y 1-MCP.
3
El objetivo general de este trabajo de investigación, fue determinar el
contenido de compuestos antioxidantes en la uvilla (Physalis peruviana L.),
tratada con radiación UV-C y 1-MCP durante su almacenamiento en
refrigeración. Se plantearon como objetivos específicos:
Evaluar el efecto combinado de la radiación UV-C y 1-MCP sobre el
índice de daño, la pérdida de peso de la uvilla durante el
almacenamiento.
Determinar el contenido de fenoles totales, ácido ascórbico y
carotenos totales de la uvilla tratada con radiación UV-C y 1-MCP
durante el almacenamiento.
Determinar la capacidad antioxidante de la uvilla tratada con radiación
UV-C y 1-MCP durante el almacenamiento.
2. MARCO TEÓRICO
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1. UVILLA
La uvilla (Physalis peruviana L.) es una fruta originaria de las zonas altas de
Sudamérica específicamente de los Andes peruanos, conocida también como
uchuva. Se cultiva de manera significativa en Colombia, Ecuador, Perú,
Bolivia y países sudafricanos como Kenya. A la uvilla se la conoce con
diferentes nombres (Tabla 1) y su principal denominación uchuva proviene de
la palabra indigena ‘ucuba’, que significa fruta redonda.
Tabla 1. Nombres comunes de la Uvilla
PAÍS NOMBRE COMÚN
Bolivia Motojobobo embolsado
Colombia Uchuva
Perú Awaymanto, uva de monte, capulí, tomate silvestre
Venezuela Topo topo, chuchuva, cereza de Judas
Ecuador Uvilla
México Cereza del Perú
Chile Amor en bolsa, Capulí
Hawai Poha, Cape gosseberry
España Alquequenje
Alemania Judaskirsche
Francia Coqueret du Perou
Brasil Mapatí, cucura, imbauba mansa, puruma
África del Sur Pompelmoes, apelliefie
Estados Unidos Cape gosseberry, ground / andean Berry
(MAGAP, 2011)
La planta que crece inicialmente en forma herbácea, a partir del segundo año
forma un arbusto perenne y semileñoso, sus hojas son simples, alternas,
acorazonadas y pubescentes con un tamaño entre 5 a 15 cm de largo y 4 a
5
10 cm (Figura 1A y 1B) (Fischer, Almanza, & Miranda, 2014). El fruto es jugoso
con forma ovoide y un diámetro entre 1.25 a 2.50 cm, 4 a 10 g de peso,
contiene alrededor de 100 a 200 pequeñas semillas y la fruta está protegida
por el cáliz (Figura 1C) (Puente, Pinto, Castro, & Cortés, 2011).
En Ecuador la producción de uvilla se realiza por pequeños y medianos
productores de la Sierra Norte entre los 2000 a 3000 m.s.n.m., especialmente
en la provincia de Imbabura (Altamirano, 2010).
Figura 1. (A) Planta, (B) Fruto de uvilla con capuchón, (C) Fruto de uvilla
(Zarantes, 2014)
El cultivo de uvilla, es una alternativa de producción para la economía de
muchos países, debido a la demanda que tiene este fruto por sus propiedades
nutricionales y medicinales; y su exquisito sabor y aroma atraen los
consumidores favoreciendo el ingreso a nuevos mercados. Ecuador ha
extendido su área de cultivo para satisfacer los mercados internacionales.
El ingreso de la uvilla precisa cumplir ciertas medidas de carácter fitosanitario,
adicionalmente tiene que cumplir con definidos requerimientos de calidad,
presentación y embalaje. En ciertos casos existen también condiciones afines
con temas de sostenibilidad y ambientales (Proecuador, 2013).
6
2.1.1. CLASIFICACIÓN BOTÁNICA
La clasificación de la Physalis peruviana L. se indica en la Tabla 2.
Tabla 2. Clasificación taxonómica de la Uvilla
Clasificación Nombre
Reino Plantae
Subreino Tracheobionta
Supervisión Spermatophyta
División Magnoliophyta
Clase Magnoliopsida
Subclase Asteridae
Orden Solanales
Familia Solanaceae
Género Physalis
Especie peruviana L
(USDA, 2017)
El género Physalis (familia Solanaceae) incluye unas 100 especies herbáceas
perennes y anuales; algunas de ellas se las puede citar en la Tabla 3, las
cuales se encuentran en estado silvestre. Su principal característica es que
alberga el fruto dentro de un capacho conocido como cáliz, que le permite una
vida útil cercana a un mes; además una de sus funciones es protegerlo de
insectos, pájaros, patógenos y las condiciones climáticas externas, sin éste,
el fruto duraría de 4 a 5 días al ambiente. Las frutas de las especies Physalis
angulata y Physalis minima, crecen en el sudeste de Asia como malezas,
éstas son comestibles al igual que los frutos de la Physalis ixocarpa y la
Physalis pruinosa (García, 2003; Madriñan, 2010).
7
Tabla 3. Algunas especies del género Physalis
Especies Estado Nombre común Distribución Usos
Physalis angulata
Alquequenje, capulí cimarrón, sacabuche, sapito, tomate, tomatillo, topotopo
Estados Unidos a través de México hasta Panamá
Fruta comestible
Physalis peruviana L
Cultivada
Capulí, cereza del Perú, chuchuva, uchuva, tomate silvestre, topotopo
Sudamérica, Brasil, Sureste de Asia, Andes de Venezuela a Chile
Fruta comestible
Physalis pruinosa
Cultivada Husk tomato Oriente Norteamericano
Fruta en conserva
Physalis pubescens L
Cultivada
Alquequenje, bolsa mullaca, farolito, huevo de sapo, sacabuche peludo, topotopo, miltomate, tomatillo
Desde el este de Estados Unidos a través de México, Panamá y Sudamérica; Antillas introducida en el Viejo Mundo
Comestible (condimento)
Physalis viscosa
Recurso genético
América tropical y subtropical
Fruta comestible
(Madriñan, 2010)
2.1.2. VARIEDADES
En el Ecuador se cultivan los siguientes ecotipos y variedades de uvilla (Brito,
2002):
Colombiana o Kenyana.- Es una uvilla que se caracteriza por tener el
fruto grande y de color amarillo intenso, su concentración de ácido cítrico es
menor que la del resto de variedades; sin embargo, por su aspecto fenotípico,
es altamente demandada para los mercados de exportación.
Ambateña.- Es una uvilla con fruto mediano y de color entre verde y
amarillo, tiene una composición característica que le confieren un sabor
agridulce y aroma característico, propiedades que destacan sobre el resto de
ecotipos.
Ecuatoriana.- Es el ecotipo más pequeño, de color amarillo intenso, con
una mayor concentración de vitaminas, su aroma es agradable.
8
2.1.3. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL
La uvilla es considerada una baya jugosa en forma de globo u ovoide, que
contiene 15 % de sólidos solubles (principalmente azúcares) y su alto nivel de
fructosa lo hace valioso para los diabéticos. Su alto contenido de fibra dietética
es de importancia, donde la pectina de la fruta actúa como un regulador
intestinal (García, 2003; Ramadan, 2011). La fruta se ha utilizado como una
buena fuente de provitaminas A, minerales, vitamina C y vitamina B-complejo.
La composición nutricional de la uvilla se detalla en la Tabla 4.
Tabla 4. Composición nutricional de la uvilla
Componentes Contenido / 100 g de pulpa
Componentes Contenido / 100 g de pulpa
Calorías N 54 Hierro (mg) 1.2
Agua (g) 79.6 Vitamina A (U.I) 648
Proteína (g) 1.1 Tiamina (mg) 0.18
Grasa (g) 0.4 Riboflavina (mg) 0.03
Carbohidratos (g) 13.1 Niacina (mg) 1.3
Fibra (g) 4.8 Ácido Ascórbico (mg) 26
Cenizas (g) 1.0 Pulga g / 100 g fruta 70
Calcio (mg) 7.0 Cáscara / 100 g fruta 3.5
Fósforo (mg) 38 Semillas / 100 g fruta 26.5
(Fischer, Floréz, & Sora, 2000)
2.1.4. PRODUCCIÓN EN EL ECUADOR
La uvilla ecuatoriana tiene acogida en países europeos como Alemania, Reino
Unido, Holanda y España; la mayor parte de la fruta cosechada se la exporta
deshidratada y en bajo porcentaje como fruto fresco. La demanda de esta fruta
tiende a descender en la temporada de verano cuando ingresan variedad de
otras frutas en el mercado internacional. En cuanto al consumo nacional de la
uvilla, las ciudades de Ibarra, Otavalo y Quito son las que más demandan esta
fruta por sus valores nutritivos; en estas ciudades el consumo de la uvilla
generalmente es como fruta fresca (Hinojosa & Ipiales, 2012).
9
La producción nacional se encuentra principalmente en las provincias de
Pichincha, Carchi, Imbabura, Cotopaxi y Tungurahua, en la actualidad existen
alrededor de 200 ha sembradas del fruto el 50 % está localizado en Pichincha
(100 ha) y el resto distribuido en zonas de Imbabura (60 ha), Carchi (20 ha),
Cotopaxi (15 ha), Tungurahua (5 ha) (MAGAP, 2011).
En la provincia de Imbabura en la actualidad se ha incrementado el área de
cultivo, distribuyéndose en 4 zonas productivas (Figura 2).
Figura 2. Zonas productivas de Imbabura
(Hinojosa & Ipiales, 2012)
Zona 1: Concierne al cantón Pimampiro (Pimampiro, Mariano Acosta,
Sigsipamba, Chugá); cantón Ibarra (Salinas, Chota, El Juncal); y, cantón
Urcuquí (Urcuquí, Tumbabiro, Pablo Arenas, San Blas, Cahuasquí).
Zona 2: Concierne al cantón Ibarra (Ibarra, La Esperanza,
Angochagua y San Antonio).
Zona 3: Concierne al cantón Otavalo (Otavalo, Peguche, Pataquí,
Eugenio Espejo, San Rafael, González Suárez, San Pablo); cantón Antonio
Ante (Natabuela, San Roque, Chaltura, Imbaya, Ilumán) y la zona andina del
cantón Cotacachi.
10
Zona 4: Concierne al cantón Cotacachi (Peñaherrera, Vacas Galindo,
García Moreno); cantón Urcuquí; cantón Antonio Ante (Imantag, Apuela,
Cuellaje); cantón Otavalo (Lita, La Carolina Selva Alegre).
2.2. COSECHA Y POSCOSECHA
La cosecha es continua durante todo el año, se la realiza manualmente por
considerarse una fruta perecedera y susceptible por daños manuales; de esta
manera se logran cumplir con estándares de calidad. La cosecha
normalmente se la realiza entre 6 a 7 meses a partir del semillero, el proceso
de producción de la uvilla inicia con la preparación del semillero, del cual se
obtienen las plántulas mediante el proceso de germinación para ser
trasladaras al vivero, donde son colócalas en bolsas, operación que tarda de
20 a 30 días. La uvilla necesita para su cultivo suelos bien preparados, donde
se realiza el trasplante de la planta a su sitio definitivo para su crecimiento
durante 8 a 9 meses para su posterior cosecha, la recolección se ejecuta una
vez a la semana por alrededor de 30 semanas para asegurar fruta con
madurez propicia (Tabla 5). La erradicación del cultivo se da en 2 años
(Fischer et al., 2000).
Tabla 5. Cronograma de estadios del ciclo vegetativo
Estadio anterior Estadio siguiente Tiempo Lugar
Siembra (propagación)
Germinación 10-25 días Semillero
Germinación Trasplante a bolsas 20-30 días Vivero
Trasplante a bolsas Trasplante definitivo Hasta 60 días Lote
Trasplante definitivo Floración 2 meses Lote
Floración Fructificación 1 mes Lote
Fructificación Maduración 1 ½ mes Lote
Maduración Cosecha 2 ½ mes Lote
Cosecha Erradicación cultivo 2 años Lote
(Fischer et al., 2000)
11
La mayoría de los agricultores mantienen sus cultivos durante 10 meses más
a partir del primer año de cosecha, ya que desde el primer año se realiza una
podada de renovación para promover el segundo ciclo, disminuyendo así la
calidad y cantidad del fruto. La mayoría de los productores se guían por el
capuchón siendo un indicador de cosecha cuando se torna verde amarillento
encerrando por completo a la fruta (Figura 3).
Figura 3. Uvilla lista para la cosecha
(Toapanta, 2012)
La cosecha eficaz determina la calidad y la vida poscosecha de la uvilla,
teniendo en cuenta que es un fruto climatérico ya que una vez retirada de la
planta, continúa todos sus procesos de maduración (Medina, 2006). Según la
norma NTE INEN 2485 (2009) la madurez de las uvillas puede evaluarse
visualmente según su coloración externa, que cambia de verde a naranja a
medida que el fruto desarrolla su madurez (Figura 4). Es por ello la importancia
de saber en qué momento tiene que ser cosechada, para cumplir con los
estándares de calidad que exige el mercado nacional como internacional.
12
Figura 4. Escala de color de la uvilla para su maduración
(NTE INEN 2485, 2009)
La fruta cosechada en grado de madurez de 4 o 5, tiene un tiempo de vida útil
más prolongado que el de una uvilla con grado 6. Si el destino de la uvilla es
internacional se recomienda cosecharla en grado 4; para el mercado local su
cosecha puede ser en grado 4 o 5, incluso en grado 6 dependiendo del tiempo
de comercialización y el lugar de expendio (Altamirano, 2010).
Las prácticas poscosecha están directamente relacionadas con el manejo y
control de variables como temperatura, prácticas post-producción y la
aplicación de tecnologías suplementarias que mejoran la presentación del
producto. Las pérdidas poscosecha en productos frutícolas se debe a un
déficit de la calidad inicial, ocasionada por cambios biológicos, físicos,
químicos y fisiológicos, a través de los cuales se tiene una disminución de la
calidad, provocando directamente la reducción de su valor comercial.
Estudios realizados por Villamizar y Ramírez (1995) indicaron que la uvilla
presenta un comportamiento no climatérico; sin embargo, posteriores estudios
la clasificaron como un fruto climatérico, tomando como base la tasa
respiratoria de la uvilla, brindando así un aporte importante para la
determinación del estado de cosecha, como sus implicaciones en el manejo
poscosecha (Narváez, 2003).
13
En el caso de la uvilla, los problemas más característicos en la poscosecha
del futro son los siguientes: rajaduras, hongos en el cáliz, hongos en el fruto,
ablandamiento, pudrición y cambios sensoriales (Fischer et al., 2000).
Los cambios químicos llevan a una pérdida del sustrato, en la composición de
las proteínas, carbohidratos, vitaminas, compuestos volátiles (sustancias
orgánicas como etileno, aromas relacionados con la variedad de la fruta y
algunos otros producidos durante la maduración).
Otros cambios se hacen presentes como la variación de peso debido a la
pérdida de agua, deshidratación, cambios de color, producidos en los
carotenos (amarillo-naranja) en el caso de la uvilla. Los cambios estructurales
llevan al ablandamiento de los tejidos, y los cambios morfológicos son
resultado de reacciones de estímulos tales como la luz (tropismo), desarrollo
físico del producto, maduración y envejecimiento (Nieto, 2010).
Las uvillas al ser un fruto climatérico, originará mayor cantidad de etileno,
estimulando una maduración más rápida y uniforme (Rahman, 2003).
Al pasar el tiempo se han desarrollado tecnologías poscosecha con el
propósito de alargar la vida de anaquel de la fruta, garantizando la calidad y
la seguridad alimentaria. El manejo de temperatura es la herramienta más
efectiva para extender la vida útil del fruto, la cual inicia con la remoción rápida
del calor de campo posterior a su cosecha, implementando métodos de
enfriamiento: hidroenfriado, empacado con hielo, enfriamiento en cuartos
fríos, entre otras. En productos que son enfriados por debajo de 5 C (41 F)
inmediatamente después de la cosecha, se reduce notablemente la pudrición
por Rhizopus (este género vive como saprofito y en órganos de las plantas
generalmente después de la cosecha y en almacenamiento) (Kader, 2007).
Comercialmente se utilizan diversos procedimientos tecnológicos como
suplementos al manejo de la temperatura; ninguno de ellos, solos o en sus
varias combinaciones, pueden sustituir al mantenimiento de la temperatura y
humedad relativa óptima, pero pueden ayudar a extender la vida de anaquel
14
de los productos cosechados más allá de lo que es posible con la refrigeración
(Kader, 2007).
Debido a ello, se han propuesto nuevas tecnologías de proceso cuyo objetivo
es crear alimentos microbiológicamente seguros que no impacten de manera
negativa los atributos sensoriales y nutricionales de los productos. Una de las
más utilizadas es la radiación UV-C debido al grado de efectividad que esta
tecnología posee para inhibir ciertos tipos de microorganismos, incluyendo a
los virus (Haro & Guerrero, 2013). Otra utilizada es el 1-metilciclopropeno (1-
MCP), quien presenta una promesa significativa como inhibidor de la acción
del etileno, hormona involucrada en la maduración de frutas (Mir, Curell, Khan,
Whitaker, & Beaudry, 2001).
2.2.1. TECNOLOGÍAS POSCOSECHA
Durante las últimas décadas se ha observado un incremento en el interés de
los consumidores por adquirir alimentos que ofrezcan beneficios a la salud,
por ello se ha buscado ofrecer productos que conserven sus propiedades
nutricionales y organolépticas durante su vida anaquel. Para cumplir estas
exigencias se trabajan con tecnologías poscosecha.
Existen diversos tipos de tratamientos, entre los más aplicados están: manejo
de temperaturas altas y bajas, atmósferas modificadas, humedad relativa
adecuada, colocación de ceras o películas comestibles, radiaciones
ionizantes, aplicación de biorreguladores (etileno, giberelina, 1-MCP),
absorbedores de etileno, aplicación de ozono, entre otros (Kluge, 2011).
2.2.1.1. Radiación UV-C en frutas y hortalizas
Desde la antigüedad se le otorga al sol una fuerza curativa, Downes & Blunt
(1878) descubrieron que los microorganismos dejaban de multiplicarse al ser
sometidos a una intensa radiación solar.
15
La radiación ultravioleta (UV) tiene una mayor energía que la luz visible y es
considerada no ionizante (Bintsis, Litopoulou & Robinson, 2000).
La longitud de onda para el procesamiento UV varía de 100 a 400 nm (Figura
5).
Figura 5. Espectro electromagnético
(Dávalos, 2009)
La radiación UV puede clasificarse según su longitud de onda, como indica la
Tabla 6.
Tabla 6. Clasificación de la radiación UV
Tipo Longitud de
onda Rango Característica
UV-A Larga 320-400 nm Cambios en la piel humana (bronceado)
UV-B Media 280-320 nm Quemado de la piel (cáncer)
UV-C Corta 200-280 nm Rango germicida (microorganismo)
UV-Vacío 100-200 nm Rango UV de vacío
(Guerrero & Barbosa, 2004)
El ultravioleta corta (UV-C) es una radiación no ionizante que no penetra más
allá de las superficies y generalmente se considera como un germicida de
contacto (Fonseca & Rushing, 2008).
La estructura en doble hélice del ADN se basa en una pareja de bases de
purina y pirimidina. Estas parejas de bases son en realidad portadoras de
información del ADN y se distinguen cuatro bases: adenina, timina, guanina y
16
citosina. La investigación llevada a cabo en los siguientes años permitió
averiguar que la radiación UVC de onda corta y dotada de una gran cantidad
de energía, causa principalmente en las timinas, un efecto fotoquímico. Estas
provocan dimerización (mutación), es decir, se encadenan o adhieren dos
portadoras de energía adyacentes (Figura 6). Mediante esta modificación
molecular, el ADN se convierte en algo inutilizable para el proceso biológico
esencial de la transcripción (mantenimiento del metabolismo) y la replicación
(división celular). Una célula que reciba un daño suficiente morirá como última
consecuencia (Reed, 2010).
Figura 6. Dimerización de la tiamina en el ADN
(sterilAir, s.f)
El proceso de foto inactivación por UV-C es un método físico en el que la
energía es el medio germicida. No produce subproductos indeseables que
podrían alterar las características sensoriales (sabor, olor y color) en el
producto final, considerándose un proceso seco y frío que puede ser simple y
eficaz a bajo costo en comparación con otros métodos de esterilización
(Guerrero & Barbosa, 2004).
El efecto beneficioso de la luz UV-C en los productos alimenticios frescos se
denomina hormesis y el agente (luz UV) se denomina hormetina (Stevens et
al., 1998). La luz UV-C puede estimular la producción de la enzima
fenilalanina-amonio-liasa (PAL) que induce la formación de fitoalexinas
(compuestos fenólicos), los cuales son considerados compuestos fungicidas,
responsables de retrasar procesos de maduración y senescencia, lo que a su
17
vez puede mejorar la resistencia de las frutas y hortalizas a los
microorganismos (Rivera, Gardea, Martinez, Rivera, & Gonzalez, 2006).
Diversos trabajos han mostrado el efecto positivo de la aplicación de UV-C en
frutas permitiendo reducir las pérdidas poscosecha. Según Stevens et al.
(1998) la aplicación de luz UV-C a melocotones aumentó la actividad de PAL
y disminuyó la síntesis de etileno mejorando la vida útil de la fruta al retrasar
la maduración.
En estudios realizados en arándanos, se permitió determinar que la aplicación
de dosis 4 kJ/m2, almacenados en bandejas a 1 C por 30 días, presentó la
menor pérdida de peso, contenido de sólidos solubles y recuento de mohos y
levaduras; así mismo, la mayor firmeza, acidez titulable, luminosidad y
contenido de antocianinas totales al final del almacenamiento (Mendoza,
2014).
En uvilla orgánica sin capuchón previamente tratada con radiación UV-C (12
y 8 kJ/m2) durante 28 días a 4 C. El tratamiento con dosis de 12 kJ/m2 se
apreció diminución del contenido de flavonoides y menor capacidad
antioxidante que en los frutos tratados con 8 kJ/m2 y frutos control. Los
resultados aluden que el tratamiento 8 kJ/m2 mantuvo la cantidad de los
compuestos antioxidantes, permitiendo conservar las propiedades
nutricionales y bioactivas de la uvilla, prolongando su conservación (Toapanta,
2012).
Se ha observado que el tratamiento con UV-C induce la acumulación de
poliaminas, que pueden actuar como antioxidantes en frutos de mango y
duraznos, provocando una reducción de los síntomas de daño por frío y el
deterioro de los frutos. En la actualidad el contenido de antioxidantes es
considerado un parámetro importante de la calidad de frutas y hortalizas, por
ello se ha buscado evaluar los cambios que ejercen sobre éstos después de
aplicar tratamientos con luz UV-C (Gonzalez, Villegas, Cruz, Vasquez, &
Ayala, 2006).
18
Algunos trabajos sugieren la necesidad de combinar la aplicación de esta
tecnología con otras tradicionales o emergentes, con el propósito de obtener
mayor reducción en la población microbiana, preservar los compuestos
nutricionales y además optimizar la aplicación de la irradiación UV-C evitando
el sobre tratamiento (Guerrero & Barbosa, 2004; Gonzalez et al., 2006)
Ventajas y desventajas de la radiación UV-C en frutas y hortalizas
El uso de radiación ultravioleta en alimentos, fue aprobado por la
Administración de Alimentos y Fármacos (FDA), ya que la consideran
plenamente inocua y segura en dosis apropiadas.
Algunas de las ventajas de la radiación UV-C es la facilidad de aplicación y
uso de los equipos, ya que son tratamientos simples, limpios, se realizan a
bajas temperaturas y sin humectación del producto, su proceso puede ser en
frío o en seco, requieren una baja inversión para su implementación, no
requiere un equipo de seguridad extensivo para utilizar y no existen
restricciones legales para su aplicación (Civello, Vicente, & Martínez, 2006;
Yaun, Eifert, Sumner, & Marcy, 2004).
Según explican Shama & Alderson (2005), la aplicación de radiación UV-C
como tratamiento poscosecha en alimentos no genera residuos y no afecta a
las características sensoriales (sabor y aroma) del producto, retrasa la
maduración y senescencia del fruto, ya que dicho retraso se encuentra bajo
el control de reguladores del crecimiento de etileno.
Existen dos principales razones positivas para implementar a la radiación UV-
C como tratamiento poscosecha. La primera razón es el efecto germicida
sobre patógenos que se encuentran en la superficie del huésped y como
segunda razón la resistencia inducida a diversos factores de estrés en el tejido
a través de hormesis en el tejido de frutas y verduras (Stevens et al., 1998).
19
Además, la radiación UV-C puede producir retraso en la aparición de la fase
climatérica en los frutos irradiados lo que a su vez afecta el inicio de los
síntomas de los hongos.
Hay evidencias del efecto positivo del tratamiento de UV-C en aumentar las
propiedades nutracéuticas de los alimentos y la síntesis de compuestos que
actúan con los mecanismos de defensa natural de los frutos expuestos a
estrés (Rivera et al., 2006).
Los efectos adversos en cuanto a la aplicación de radiación UV-C también
están presentes, se ha demostrado que en ocasiones las dosis altas pueden
fomentar la sensibilidad de los tejidos y la oxidación de compuestos bioactivos
del fruto, como vitamina C, carotenos y fenoles, así como, el oscurecimiento
superficial del tejido (Gonzalez et al., 2006).
El principal efecto dañino ocurre con dosis muy altas y se presentan como
manchado y decoloración de la piel y su intensidad varía con el tiempo de
exposición al UV-C (Rivera et al., 2006). Asimismo, la principal limitación de
la eficacia de la radiación UV-C es la falta de penetración, generalmente se
considera como un germicida de contacto, revelando su incapacidad para
atravesar barreras físicas. La radiación UV-C sólo penetra 50-300 nm en el
tejido. Por lo tanto, para lograr la destrucción directa de bacterias, se necesita
una exposición superficial completa para estimular mecanismos de defensa
contra organismos particulares (Fonseca & Rushing, 2008). Por ello cuando
los frutos son previamente sometidos a cera, el rendimiento de la radiación se
reduce, ya que el revestimiento protege las bacterias de los rayos UV (Yaun
et al., 2004).
En general, la radiación UV-C es una tecnología prometedora que brinda
grandes beneficios para el control de pérdidas poscosecha, en vista de ello es
importante la evaluación de esta tecnología en cada producto en particular y
así poder determinar las condiciones óptimas de aplicación y los posibles
cambios en calidad (Rivera et al., 2006).
20
2.2.1.2. 1-MCP en frutas y hortalizas
El 1- metilciclopropeno (1-MCP) es un compuesto químico de la familia de los
ciclopropanos formado por cuatro carbonos y seis hidrógenos con una doble
ligadura (Figura 7), considerado un gas con su fórmula C4H6. Denominado
comercialmente SmartFreshTM, marca comercial de Rohm and Haas Co, es
un plaguicida no tóxico, utilizado como una herramienta nueva para regular el
desarrollo de la madurez de algunos productos frescos, extendiendo su
calidad y vida útil (Osuna, López, Barraza, Valdivia, & Martínez, 2004; Yuen &
Sáenz, 2005). Es de mucho interés para los fisiólogos del etileno, horticultores
y tecnólogos poscosecha.
Figura 7. Estructura química del 1 MCP
(Osuna et al., 2004)
Las concentraciones efectivas son bajas y oscilan entre 2.5 nL L-1 y 1 μL L-1.
La concentración interactúa con la temperatura de tal manera que las
concentraciones bajas de 1-MCP aplicadas a más largas duraciones pueden
ser más eficaces que las concentraciones altas. 1-MCP se aplica comúnmente
de 20 a 25 C, pero puede usarse a temperaturas más bajas en algunos
productos básicos. Generalmente, las duraciones de tratamiento de 12 a 24 h
fueron suficientes para lograr una respuesta completa (Blankenship & Dole,
2003).
Su forma de actuación es bloquear el etileno al unirse a su receptor en la
célula, donde la afinidad del receptor por el 1-MCP es mayor que la afinidad
por el etileno e impide que desencadene la serie de reacciones que conllevan
al proceso de maduración, tales como ablandamiento de tejidos,
21
desintegración de la pared celular, degradación de pigmentos,
desdoblamiento de almidones a azúcares solubles, entre otros (Sisler &
Serek, 1999). Sin embargo, no hay claridad sobre si la unión del 1-MCP con
el receptor del etileno es permanente o si esa unión podría liberarse en
presencia de suficiente etileno (Watkins, 2006).
El control del proceso de maduración de frutos climatéricos es uno de los
aspectos clave para la comercialización internacional (Yuen & Sáenz, 2005).
Al respecto se han desarrollado varios estudios aplicando 1-MCP. En
manzana "Redchief Delicious" cosechadas una semana antes del climaterio
(cosecha 1), al inicio del climaterio (cosecha 2) y una semana después del
inicio del climaterio (cosecha 3), se almacenaron a 0, 5, 10, 15 ó 20 ° C y se
trataron con 0.7 μL L-1 de 1-MCP una vez por semana, una vez al mes, una
vez al año y se dejaron sin tratamiento. El compuesto ralentizó el
ablandamiento a todas las temperaturas con respecto a la fruta no tratada, sin
embargo, a medida que la temperatura disminuyó, los beneficios de la
aplicación de 1-MCP se hicieron menos pronunciados. La efectividad del 1-
MCP disminuyó ligeramente a medida que aumentaba el vencimiento de la
cosecha (Mir et al., 2001).
Del mismo modo, en frutillas en las que se aplicó 1-MCP a diversas
concentraciones de 0 a 1000 nL L-1 durante 2 a 20 °C, el tratamiento ayudó a
mantener la firmeza y el color de la fruta, disminuyó la producción de etileno;
por el contrario, el desarrollo de la enfermedad se aceleró en frutas tratadas a
concentraciones altas (500 y 1000 nL L-1) de 1-MCP. El tratamiento con 1-
MCP inhibió la actividad de la fenilalanina-amasa-liasa (PAL) y redujo la
síntesis de antocianinas y compuestos fenólicos (Jiang, Joyce, & Terry, 2001).
En aguacate retrasó significativamente la maduración de los cultivares de
aguacate Ettinger, Hass y Pinkerton. La aplicación de 1-MCP a baja
concentración (300 nL L-1) antes del aumento del climaterio fue eficaz y retrasó
el inicio de los picos climatéricos de CO2 y la producción de etileno, siendo
eficaz para reducir el pardeamiento de la pulpa en todos los cultivares
(Hershkovitz, Saguy, & Pesis, 2005).
22
Con respecto al efecto de la aplicación de 1-MCP sobre la calidad nutritiva y
compuestos bioactivos, se ha realizado algunos estudios en diferentes frutas,
mediante las cuales se han observado que responden de forma diferente al
tratamiento con 1-MCP según el producto implicado (Tabla 7) (Osés, 2011).
Tabla 7. Efecto de la aplicación de 1-MCP sobre la calidad nutritiva y compuestos bioactivos
Producto Efecto1
Manzana Actividad antioxidante total hidrosoluble y el contenido en compuestos fenólicos en la piel, flavonoides y ácido clorogénico. (cv. Empire)
Actividad antioxidante total hidrosoluble.
Contenido en flavonoides y antocianinas (cv. Red Delicious).
Contenido de vitamina C (cv.Golden Smoothee).
Melocotón Contenido en vitamina C (cv. Jiubao)
Piña Contenido en vitamina C (cv. Queen).
Fresa Contenido en polifenoles totales y antocianinas (cv.Everest).
Albaricoque Actividad antioxidante total hidrosoluble y carotenoides totales (cv. Búlida)
Pera Contenido en vitamina C (cv. Blanquilla)
Cereza Nivel de antocianinas y ácido hidroxicinámicos (cv. Bing, cv.Rainier, cv. Lambert Compact).
Mango Contenido en vitamina C (cv. Zihua)
Membrillo Contenido en vitamina C (cv. Ekmek).
Tomate Contenido en licopeno, actividad antioxidante total hidrosoluble.
Actividad antioxidante total liposoluble (cv.Raf y cv. De la Pera).
Contenido en vitamina C (variedad sin mencionar)
Contenido en licopeno (cv. Rapsodie)
Tomate Cherry
Contenido en licopeno y contenido en carotenoides totales (cv. Cerasiforme)
Lechuga Contenido en vitamina C (cv. Baby Butterhead).
(Guillén, 2009)
1. : Aumenta :Disminuye : No afecta
Ventajas y desventajas de 1-MCP en frutas y hortalizas
Sisler dio a conocer la aplicación del 1-MCP en 1996, considerado un
antagonista orgánico de etileno de última generación, se piensa que el 1-MCP
interactúa con los receptores de etileno y, de este modo, afecta la biosíntesis,
23
señalización, y por tanto, los procesos que dependen de etileno durante la
maduración (Balaguera, Salamanca, García, & Herrera, 2014).
La aplicación del 1-MCP como tecnología poscosecha, a partir de su efecto
como inhibidor de la acción del etileno se ha aplicado en estudios de una
amplia gama de frutos, vegetales y especies ornamentales, pero los mejores
resultados se han observado preferencialmente en frutos climatéricos. No
obstante, en frutos no climatéricos también se han encontrado resultados
favorables (Gómez, 2014).
El 1-MCP es idóneo para retrasar o disminuir la producción de etileno debido
a que afecta su sintesis autocatalitica al disminuir la expresión de genes que
codifican para las enzimas ACS y ACO, también el CO2 se ve afectado en la
mayoría de los frutos climatéricos, beneficiando mayores niveles de firmeza a
lo largo de la conservación poscosecha (Balaguera et al., 2014).
Por otro lado, de forma general ha mostrado ser efectivo en retrasar e incluso
detener los cambios de color en la mayor parte de frutos climatéricos y no
climatéricos (Watkins, 2006). No presenta olor detectable y no se ha notificado
que tenga propiedades tóxicas, estable a temperatura ambiente, además, es
de fácil aplicación y altamente eficaz para proteger a muchas especies
agrícolas de la acción del etileno, incluyendo, frutos, vegetales, flores cortadas
y plantas en macetas (Watkins, 2006; Sisler, Serek, Dupille, & Goren, 1999).
Los compuestos bioactivos de las frutas responden de forma diferente al
tratamiento con 1-MCP según el producto implicado. El 1-MCP es capaz de
mantener mayores propiedades antioxidantes, basándose en que la mayor
parte de estos compuestos con propiedades antioxidantes se encuentran en
la piel de los frutos (Guillén, 2009).
No obstante, puede aumentar la incidencia de sufrir escaldado superficial en
la fruta durante el tiempo de conservación, esto se incrementa cuando los
frutos han sido tratados con 1-MCP, pues este tratamiento retrasaría la
adaptación a las nuevas condiciones de almacenamiento (Guillén, 2009).
24
De igual manera la aplicación de 1-MCP puede estimular un aumento de la
incidencia microbiana, dado que disminuye la expresión de muchos genes de
defensa del producto al estar estos regulados por él (Giménez, 2013). Sin
embargo, existen casos, donde el tratamiento disminuye la incidencia
microbiana pues provoca mayores niveles de firmeza, así como de la
integridad de la piel, favoreciendo la resistencia a sufrir daños mecánicos
(Guillén, 2009).
Como se mencionó con anterioridad el 1-MCP muestra un efecto ventajoso
sobre aquellas alteraciones en las cualesel etileno es el factor
desencadenante del desorden fisiológico o cuando la alteración es provocada
por la maduración o senescencia del producto (Guillén, 2009).
Existen distintos factores que pueden influir en los efectos del 1-MCP, entre
estas destacan: la temperatura, la dosis y duración del tratamiento, el estado
de maduración del fruto, la forma de recolección y el tiempo transcurrido entre
la recolección y el tratamiento (Guillén, 2009). Estos se deben tener en cuenta
para llegar a los objetivos principales de aplicación de esta tecnología
poscosecha.
2.3. ANTIOXIDANTES
Los antioxidantes, son sustancias que permiten proteger a las moléculas de
las células del daño oxidativo producido por las especies reactivas del oxígeno
(ROS), como el radical (𝑂𝐻⋅), superóxido (𝑂2⋅−), peroxilo (𝑅𝑂2
⋅) u óxidos de
nitrógeno (𝑁𝑂⋅, 𝑁𝑂2⋅) (Sotero et al., 2011).
Los antioxidantes incluyen varios componentes, como: vitaminas, minerales,
carotenoides, polifenoles que están presentes en diferentes alimentos
(Chasquibol, López, Cárdenas, & Rodríguez, 2014).
Se los ha clasificado en dos maneras: sintéticos y naturales. Generalmente,
los antioxidantes sintéticos son compuestos con estructuras fenólicas de
25
diversos grados de sustitución del alquilo, mientras que los antioxidantes
naturales pueden ser compuestos fenólicos (tocoferoles, flavonoides y ácidos
fenólicos), compuestos nitrogenados (alcaloides, derivados de clorofilas,
aminoácidos y aminas), o carotenoides, así como ácido ascórbico (Velioglu,
Mazza, Gao, & Oomah, 1998). En la actualidad se busca la biodisponibilidad
de estos fitoquímicos con el fin de prevenir o retardar enfermedades crónicas,
por lo tanto, el interés en los antioxidantes naturales ha aumentado
considerablemente.
2.3.1. ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE
La actividad antioxidante es una propiedad de una sustancia para inhibir la
degradación oxidativa, de tal manera que un antioxidante actúa
principalmente gracias a su capacidad para reaccionar con radicales libres y
por lo tanto, recibe el nombre de antioxidante terminador de cadena (Londoño,
2012).
La actividad antioxidante es una propiedad fundamental importante para la
vida ya que se relaciona con protección que las frutas y verduras proporcionan
contra las enfermedades. Esta propiedad ha sido atribuida a los diversos
antioxidantes contenidos en los productos frutihortícolas basándose en que
muchas de las funciones biológicas, como la antimutagenicidad, la
anticarcinogenicidad y el antienvejecimiento, entre otras, se originan en esta
propiedad (Wang, Cao, & Prior, 1996; Velioglu et al., 1998).
En la actualidad hay evidencia abrumadora para indicar que los radicales
libres causan daño oxidativo a lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; por lo
tanto, los antioxidantes actúan reaccionando con los radicales libres. Su forma
de actuación puede representarse esquemáticamente de la siguiente manera:
𝑅⋅ + AH = 𝑅𝐻 + 𝐴∙
26
Donde el radical 𝑅⋅ que es preformado por acción de un radical libre sobre una
molécula blanco (por ejemplo un lípido insaturado) se transforma en una
molécula y el antioxidante AH se transforma en el radical libre 𝐴⋅ que se
caracteriza por ser estable (Sotero et al., 2011).
El sistema de defensa antioxidante del cuerpo se compone de diferentes
componentes antioxidantes (endógenos y exógenos). Las frutas contienen un
grupo de antioxidantes naturales que podrían tener no sólo una alta actividad
antioxidante sino también una buena combinación o mezcla de antioxidantes.
Dado que las frutas son fuente de antioxidantes. La mayor parte de la
capacidad antioxidante de una fruta puede originarse de compuestos distintos
de la vitamina C, la vitamina E o el -caroteno. Sin embargo, las frutas también
contienen muchas otras sustancias que tienen actividades antioxidantes como
los polifenoles, los licopenos, los ácidos egalicos, los flavonoides, la
quercitina, la hespiridina, las catequinas y los taninos, entre algunos a
mencionar (Escorza & Salinas, 2009).
La capacidad antioxidante del fruto permite cuantificar la capacidad que
tendrían todos los compuestos antioxidantes presentes en él, basado en los
en la suma del contenido individual de cada uno de aquellos antioxidantes
(vitaminas + carotenoides + polifenoles + otros), para actuar simultáneamente
como una mezcla de compuestos antioxidantes. La capacidad antioxidante da
información acerca de la duración del efecto antioxidante (Londoño, 2012).
Dentro de las técnicas de cuantificación de la capacidad antioxidante se
encuentran métodos espectrofotométricos que se basan en las reacciones de
reducción de radicales como ABTS.+, DPPH.+, DMPD, DMPO y FRAP, los
cuales son ensayos in vitro que utilizan un captador de radicales libres y son
relativamente sencillos de realizar (Aparcana & Villarreal, 2014). Entre los
ensayos de captación de radicales libres, el método de decoloración ABTS.+
es el más utilizado por ser aplicable a antioxidantes hidrofílicos y lipofílicos.
El método original de ABTS.+ estaba basado en la técnica de decoloración, en
la cual el radical es generado tras la reacción de ABTS (7 mM) con persulfato
27
potásico (2.45 mM, concentración final) incubados a temperatura ambiente y
en la oscuridad durante 16 h. Una vez formado el radical ABTS•+ se diluye
con etanol hasta obtener un valor de absorbancia comprendido entre 0.70
(±0.1) a 754 nm (longitud de onda de máxima absorción). El antioxidante
sintético de referencia, Trolox, se ensaya a una concentración de 0 a 15 μM
(concentración final) en etanol, en las mismas condiciones, lo que se hace
también con ácido ascórbico (0-20 mg/100 ml). Los resultados se expresan en
TEAC (actividad antioxidante equivalente a Trolox) (KuskoskI, Asuero,
Troncoso, Mancini, & Fett, 2005).
2.3.2. COMPUESTOS FENÓLICOS
Los compuestos fenólicos también conocidos como polifenoles, presentan en
su estructura uno o más anillos aromáticos con al menos un sustituyente
hidroxilo. Se metabolizan como metabolitos secundarios con funciones de
defensa y por lo general responsables por el color, astringencia y sabor de los
vegetales (Sotero et al., 2011). Estos compuestos protegen a las plantas
contra los daños oxidativos y llevan a cabo la misma función en el organismo
humano.
Las cantidades de polifenoles en alimentos y plantas incluidas en la dieta
humana (frutas, vegetales, te, vino, cafe, cacao) son mucho más altas que las
cantidades de otros antioxidantes como las vitaminas C y E, lo cual hace de
estos compuestos los principales antioxidantes exógenos (Londoño, 2012).
Los polifenoles con mayor polaridad, están presentes en frutas y se conceptúa
que su principal modo de acción está relacionado con la alta reactividad hacia
radicales libres (Londoño, 2012).
Cerca del 40 % de los compuestos fenólicos derivan principalmente del
metabolismo fenilpropanoide y fenilpropanoide-acetato. Pueden clasificarse
de acuerdo a su esqueleto básico (Tabla 8).
28
Tabla 8. Clasificación de los compuestos fenólicos según su grado de complejidad
Formula Empírica Clasificación
C6 Fenoles simples
C6-C1 Ácidos Benzoicos y relacionados
C6-C2 Acetofenonas, ácidos fenilacéticos
C6-C3 Fenilpropanoides y relacionados
C6-C3 Cumarinas y relacionados
C6-C3-C6 Flavonoides y derivados
C6-C1-C6 Benzofenonas y estilbenos
C6-C2-C6 Xantonas
(C6-C3)n Lignanos, ligninas
(García & Pérez, 2011).
La concentración de fenoles totales se determina mediante la técnica de Folin-
Ciocalteau, la cual se basa en la propiedad de los fenoles de reaccionar frente
a agentes oxidantes. Este reactivo contiene molibdato y tungstato sódico que,
al reaccionar con los compuestos fenólicos presentes, forman complejos
fosfomolíbdico-fosfotúngstico. En medio básico, la transferencia de electrones
reduce estos complejos a óxidos de tungsteno (W8O23) y molibdeno (Mo8O23),
cromógenos de color azul intenso que son proporcionales a la cantidad de
grupos fenólicos presentes en la molécula de interés. La lectura de la
absorbancia del complejo se realiza a 760 nm mediante el espectrofotómetro.
La curva de calibración se usa ácido gálico o catequina (como sustancia
patrón). Los resultados se expresan en mg del antioxidante sintético por
gramo de extracto de fruta (Cruzado, Pastor, Castro, & Cedrón, 2013).
2.3.3. CAROTENOIDES
Los carotenoides son una clase de pigmentos terpenoides con 40 átomos de
carbono derivados biosintéticamente a partir de dos unidades de geranil-
geranil-pirofosfato, en su mayoría son solubles en solventes apolares y de
coloraciones que oscilan entre el amarillo (por ejemplo el -caroteno) y el rojo
29
(por ejemplo el licopeno). Los carotenos solo contienen carbono e hidrógeno
(Martínez, 2003).
Los carotenoides poseen una gama de actividades biológicas importantes,
son potentes antioxidantes y eliminadores de radicales libres y pueden
modular la patogénesis de los cánceres y enfermedad coronaria (Burns,
Fraser, & Bramley, 2003).
Su amplia distribución a través del reino vegetal significa que los carotenoides
son una parte omnipresente de la dieta y son responsables del color naranja
en la uvilla.
Los carotenos, incluyen alfa, beta y épsilon - caroteno, los únicos que poseen
actividad como vitamina A. El caroteno más encontrado y activo es el -
caroteno (Figura 8), y normalmente constituye entre el 25-30 % del contenido
total de carotenoides en las plantas. Se encuentran principalmente en partes
aéreas de las plantas, especialmente en hojas, tallos y flores, en frutos
(Martínez, 2003; Chasquibol et al., 2014).
Figura 8. Estructura química del -caroteno
(Aparcana & Villarreal, 2014)
El -caroteno ha sido referido como una provitamina A, y debido a su
capacidad de ser metabolizado en animales a la vitamina A, este se divide
para formar dos moléculas de retinaldehido, una fracción de menor
importancia se oxida. Su principal mecanismo de estabilización de radicales
libres (Figura 9) esta determinado por su capacidad para estabilizar el oxígeno
singlete y convertirlo nuevamente a su forma menos reactiva (triplete) a
expensas de una activación intramolecular (Londoño, 2012).
30
Figura 9. Mecanismo propuesto para la estabilización de radicales libres por -caroteno
(Londoño, 2012)
Uno de los métodos para la cuantificación de carotenos es mediante
espectrofotometría, para la lectura se realiza una extracción del sobrenadante
que es obtenido al incorporar una solución hexano:acetona:etanol (2:1:1) y
agua sobre el tejido (Massolo,2015).
2.3.4. ÁCIDO ASCÓRBICO
El ácido ascórbico es conocido como Vitamina C, y se distribuye ampliamente
en frutas y verduras frescas. Está considerado como una vitamina
hidrosoluble, razón por la cual es abundante en frutas con un contenido de
agua que supera el 50 % (Gutiérrez, Hoyos, & Páez, 2007).
La vitamina C es un antioxidante dietético importante, ya que reduce los
efectos adversos del oxígeno reactivo y el nitrógeno reactivo que pueden
causar daño a macromoléculas como lípidos, ADN y proteínas, que están
relacionados con enfermedades cardiovasculares, cáncer y enfermedades
neurodegenerativas.
Se comprende que es un antioxidante que actúa en medios acuosos, como el
líquido pleural, el fluido ocular y el espacio intersticial. Interviene en
combinación con otros antioxidantes primarios como la vitamina E y los
carotenoides, asi como en conjunto con las enzimas antioxidantes. La
31
mayoría de plantas y animales sintetizan ácido ascórbico a partir de la
glucosa; sin embargo, los humanos son incapaces de sintetizarlo y requieren
obtenerlo de la dieta. El ácido ascórbico es requerido como un cofactor para
la actividad enzimática (Londoño, 2012).
La donación de un electrón por el ácido ascórbico produce el radical
semidihidroascorbil, que puede ser nuevamente oxidado para dar
dihidroascorbato (Figura 10). El ácido ascórbico es el único antioxidante
endógeno en plasma que puede proteger contra el daño peroxidativo inducido
por radicales peroxilo (Londoño, 2012).
Figura 10. Mecanismo propuesto para la estabilización de radicales libres por ácido
ascórbico
(Londoño, 2012)
La determinación de ácido ascórbico ha sido ampliamente estudiada por
diferentes técnicas analíticas, teniendo en cuenta las propiedades
fisicoquímicas de la molécula. Sin embargo, la Cromatografía Líquida de Alta
Resolución (HPLC), garantiza límites de detección y cuantificación más bajos,
que facilita además la eliminación de los efectos causados por la matriz
(interferencias en otros métodos de análisis); esta técnica es utilizada
frecuentemente en investigaciones agroindustriales, bioquímica y química
analítica (Gutiérrez, Hoyos, & Páez, 2007).
3. METODOLOGÍA
32
3. METODOLOGÍA
3.1. MATERIAL VEGETAL
Para el presente estudio se utilizó como materia vegetal a uvilla orgánica
(Physalis peruviana L.) cosechada en las plantaciones que forman parte de la
Unión de Organizaciones Campesinas e Indígenas de Cotacachi
(UNORCAC), en el cantón Cotacachi, provincia de Imbabura.
El fruto fue trasladado a los laboratorios de la carrera de Ingeniería de
Alimentos de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias de la
Universidad Tecnológica Equinoccial, en donde se procedió a retirar el cáliz,
se seleccionó por grado de madurez, tamaño, apariencia y ausencia de
defectos; posteriormente se lavó y desinfectó con 100 ppm de solución de
hipoclorito de sodio, durante 2 minutos. Se dejó secar a temperatura ambiente
(Anexo 1 y 2).
3.2. TRATAMIENTO CON RADIACIÓN UV-C Y 1-MCP
La fruta fue clasificada en dos grupos: control (sin aplicación de radiación UV-
C y 1-MCP), tratadas: aplicación de radiación UV-C con posterior aplicación
de 1-MCP (UV-C/1-MCP), seleccionada de acuerdo a los resultados obtenidos
por Revelo (2016) y Guijarro (2012).
Las muestras fueron colocadas en bandejas de poliestireno con canales,
donde se las irradió con cuatro lámparas UV-C (Germicidal G30T8, 30 W),
colocadas a 30 cm de altura de los frutos. La dosis de radiación utilizada fue
12.5 kJ/m2.
Posteriormente se procedió a colocar las uvillas en bandejas plásticas
perforadas (Termopack, PVC y poliestireno) con dimensiones de 11.5 x 11.5x
5 cm, con el fin de llenar a las bandejas se formó dos capas para evitar
espacios vacíos entre ellas, su peso vario de 200 a 255 g. Al aplicar el
tratamiento de 1-MCP, se colocaron 12 bandejas de fruta en recipientes
33
herméticos de 65 litros, se los llevó a refrigeración y se aplicó una dosis de
1 μL L-1 de 1-MCP (EthylBloc TM Sachet- 0.014 %) durante 12 h (Anexo 3).
Los frutos control (sin tratamiento) y tratados UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (μL
L-1/12 h) se almacenaron a 4°C durante 35 días. Los análisis se realizaron
cada siete días (0,7,14,21,28,35), donde se determinó: pérdida de peso,
índice de daño, capacidad antioxidante, contenido de fenoles, carotenos y
ácido ascórbico. Para cada día de muestreo se retiraron 4 bandejas al azar y
una porción del tejido se congeló en nitrógeno líquido y se trituró con la ayuda
de un miniprocesador de alimentos Magic Bullet consiguiendo un tejido más
homogéneo para la preparación de extractos y posterior análisis.
3.3. ANÁLISIS FÍSICO
3.3.1. PÉRDIDA DE PESO
Se expresó como porcentaje de pérdida de peso con relación al peso inicial
según la Ecuación 1.
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (%) = 𝑃𝑖−𝑃𝑓
𝑃𝑖𝑥 100 % [1]
Donde:
Pi = peso inicial (g)
Pf = peso final correspondiente al día de análisis (g)
3.3.2. ÍNDICE DE DAÑO (ID)
Se escogieron 5 bandejas para control como para tratadas, con el fin de ver
los cambios en cuento al índice de daño. La escala utilizada fue de 1 a 4,
34
dependiendo del daño del fruto. Se evaluó: decaimiento, depresiones en la
piel, manchas en la superficie, punteado y apariencia (brillo/presencia de
arrugas), como lo indica la siguiente clasificación:
Decaimiento: Presencia de mohos en la superficie de la fruta, mediante
la siguiente escala: 1 = 0-10 % sin desarrollo; 2 = 10-25 % desarrollo ligero;
3 = 25-50 % desarrollo moderado y 4 = >50 % muy desarrollado.
Las depresiones en la piel, punteado y manchas en la superficie, fueron
evaluadas mediante la escala de la siguiente manera: 1 = 0-10 % sin daño; 2
= 10-25 % desarrollo ligero; 3 = 25-50 % desarrollo moderado y 4 = >50 %
daño severo.
La apariencia de los frutos, fue valorada utilizando la siguiente escala:
1 = sin pérdida de brillo/sin arrugas; 2 = poco brillo/sin arrugas; 3 = poco
brillo/con arrugas y 4 = pérdida de brillo/con arrugas.
Cada síntoma de daño fue calculado mediante la Ecuación 2.
Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑖𝑛𝑡𝑜𝑚𝑎 =(𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑎ñ𝑜)𝑥 (# 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑐/𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙)
# 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎𝑠 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑑𝑎𝑠 [2]
El índice de daño (ID) se calculó según la Ecuación 3.
Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑎ñ𝑜 (𝐼𝐷) =Σ í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑠í𝑛𝑡𝑜𝑚𝑎
# 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠í𝑛𝑡𝑜𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑎ñ𝑜 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑑𝑜𝑠 [3]
3.3.3. PORCENTAJE DE DECAIMIENTO
De cada bandeja se contó los frutos con presencia de mohos, estos a su vez
fueron divididos para el total de uvillas de cada bandeja según la Ecuación 4.
35
𝐷𝑒𝑐𝑎𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (%) =# 𝑑𝑒 𝑢𝑣𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑐𝑎𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
# 𝑢𝑣𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 100 [4]
3.4. CONTENIDO DE ÁCIDO ASCÓRBICO (AA)
La determinación de ácido ascórbico (AA), se realizó en los laboratorios de
Multianalytica, entidad certificada para análisis de alimentos. La metodología
usada fue de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Como
referencia para la extracción del ácido ascórbico, aplican la metodología de la
AOAC 967.21, para ser aplicada en el HPLC (Perkin Ermer 200). Los
resultados se expresaron como mg Vit. C/100 g de uvilla.
3.5. CONTENIDO DE CAROTENOS TOTALES
El contenido de carotenos totales se determinó mediante espectrofotometría,
metodología descrita por Massolo (2015). Se pesó 0.15 g de tejido y triturado
con la ayuda de un mortero, obteniendo una muestra con partículas más
pequeñas, se colocó en tubo Falcon, se añadió 5 mL de
hexano:acetona:etanol (2:1:1); preparado previamente, la mezcla se mantuvo
en agitación en vortex durante 1 min para facilitar la extracción. A
continuación, se añadió 1 mL de agua destilada para lograr la separación de
fases. Finalmente se separó cuidadosamente la fase superior (hexano) y
sobre ésta se midió la absorbancia a 454 nm en espectrofotómetro con la
ayuda de una celda de vidrio. Las medidas se realizaron por triplicado. El
contenido de carotenoides se expresó como mg de β-caroteno por kg tejido
seco (mg/kg) empleando ε β-caroteno (hexano, 454 nm) = 1.39 ×105 M-1 cm-1
36
3.6. CONTENIDO DE FENOLES TOTALES Y CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE
3.6.1. PREPARACIÓN DE EXTRACTO
Se tomaron 2 g de tejido congelado previamente triturado, y se
homogenizaron con 6 mL de etanol. La suspensión obtenida se centrifugó a
5500 rpm en una centrífuga refrigerada (Hermle Z323) durante 30 min,
preseleccionando la intensidad del freno en 2 niveles de intensidad, se separó
el sobrenadante por filtración y se almacenó a -20 °C hasta su análisis. La
preparación del extracto se llevó a cabo a 4 °C.
Los extractos etanólicos se emplearon para la determinación de fenoles
totales y capacidad antioxidante. Para cada tratamiento y tiempo de
almacenamiento se realizaron tres moliendas y de cada molienda dos
extractos.
3.6.2. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE FENOLES TOTALES
El contenido de fenoles totales en extractos etanólicos fue medido por
espectrofotometría, basándose en una reacción colorimétrica de óxido-
reducción. El agente oxidante utilizado fue el reactivo de Folin-Ciocalteu
según el método descrito por Singleton & Rossi (1965) con ligeras
modificaciones. Una alícuota 80 μL de extracto para control y tratadas, con
excepción de las muestras del día 28 y 35 (tratadas) se usó 60 μL de extracto,
fue transferido a un tubo que contenía 1720 y 1740 μL de agua bidestilada;
respectivamente para cada alícuota de extracto, luego se añadió 200 μL del
reactivo Follin-Ciocalteau (1:1), se agitó con un vortex y se dejó en reposo por
3 min. Una vez transcurrido el tiempo se añadió 400 μL de Na2CO3 20 % en
NaOH 0.1 N. Se midió La absorbancia a 760 nm completado el tiempo de
37
reposo de 60 min de reacción en un espectrofotómetro (Evolution 60S). La
concentración de fenoles totales fue determinada empleando una curva de
calibración con catequina, la cual se preparó 1.7 mg aforado en un balón 10
mL con etanol. Los resultados se expresaron como mg de catequina por
gramo de tejido seco. El ensayo se realizó por triplicado.
3.6.3. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
Según la metodología desarrollada por Re (1999) y descrita por Kuskoski
(2005), la capacidad antioxidante se determinó mediante los extractos
etanólicos por espectrofotometria, basandose en la decoloración del radical
ABTS.+ con ligeras modificaciones, el radical ABTS.+ se obtuvo tras la reacción
de ABTS.+ (7 mM) con persulfato potásico (2.45 mM) incubados a temperatura
ambiente, sin agitación y en oscuridad durante 16 h. Una vez formado el
radical ABTS.+ se realizó el acondicionamiento, mediante agitación durante 30
min se diluyó con etanol hasta obtener un valor de absorbancia de
0.700±0.050 a 734 nm. Se colocó 10 μL del extracto a 1000 μL de la dilución
del radical ABTS.+, teniendo como volumen final de la reacción de 1030 μL.
La mezcla se homogenizó en un vortex, se dejó reposar 6 minutos y se midió
la absorbancia a 734 nm. El antioxidante sintético de referencia, Trolox, se
ensayó a una concentración de 0.5 mM en etanol, en las mismas condiciones
anteriores. Los resultados se expresaron como µmol Trolox por g tejido seco.
El ensayo se realizó por triplicado.
3.7. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Y MATERIA SECA
Se realizó según la metodología de Romero (2014). Se pesaron 5 g de
muestra fresca en un plato de aluminio previamente pesado y tarado y se secó
a 105 °C hasta peso constante. Los análisis se realizaron por triplicado. Los
38
resultados se expresaron en porcentaje de humedad, según la Ecuación 5 y
la materia seca se calculó por diferencia según la Ecuación 6.
𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (%) =(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑡𝑠𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)
(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎)∗ 100 % [5]
𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (%) = 100 % − 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (%) [6]
3.8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Para la siguiente investigación se empleó el diseño experimental factorial AxB,
donde se utilizó como las variables independientes: el tiempo de
almacenamiento y el tratamiento empleado. Las variables dependientes
fueron los parámetros: pérdida de peso, índice de daño (ID) y los bioquímicos
(fenoles totales, carotenos totales, ácido ascórbico y capacidad antioxidante
total. Los resultados obtenidos se procesaron mediante un análisis de
varianza y las medias se compararon mediante la prueba de Tukey con una
significancia de 0.05, usando el software Infostat versión 2008.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
39
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. ANÁLISIS DE PÉRDIDA DE PESO
La pérdida de peso se fue incrementando durante el almacenamiento. Las
uvillas tratadas presentaron menor pérdida de peso a comparación de las
uvillas control (Figura 11). Durante 35 días de almacenamiento en
refrigeración a 4 C, el porcentaje de pérdida de peso en frutos control fue de
21.95 % y 18.51 % en tratados. En general se incrementó este factor durante
el almacenamiento, sin presentar diferencias significativas entre tratamientos.
Lo que significó que el tratamiento combinado de radiación UV-C y 1-MCP fue
eficiente en la disminución de la pérdida de agua del tejido vegetal. Este
resultado podría asociarse con un menor deterioro del tejido como
consecuencia de los tratamientos y con una mayor integridad de las barreras
a la deshidratación (Charles, Tano, Asselin, & Arul, 2009).
Figura 11. Pérdida de peso de uvilla tratada con radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP
(1 µL L-1/ 12 h) almacenada en refrigeración
Letras diferentes denotan diferencia estadísticamente significativa para un test LSDα=0.05=4.563
El agua es el componente más abundante de los frutos, encontrándose en
niveles comprendidos entre 89 y 94 %. Los frutos son altamente sensibles a
la deshidratación y aquellos que presentan una elevada velocidad de
e
de
c
b
a
e
de
cd
b
ab
0
5
10
15
20
25
0 7 14 28 35
Pér
did
a d
e p
eso
(%
)
Tiempo de almacenamiento (Días)
Control
Tratadas
40
respiración, producen pérdidas de agua que implican arrugamiento,
disminución de peso y descenso de la calidad sensorial, afectando la textura
y jugosidad del fruto (Beltrán, Ramos, & Alvarez, 2010). Los tratamientos
habrían favorecido a mantener la integridad del tejido produciendo la menor
pérdida de agua de los frutos tratados respecto a los controles.
Mendoza (2014) encontró disminución de la pérdida de peso en arándanos
irradiados con luz UV-C almacenadas a 1 °C durante 30 días de
almacenamiento. La misma tendencia se vio reflejado en uvillas tratadas con
UV-C el porcentaje de pérdida fue menor en las muestras tratadas con 8 y 12
kJ/m2, presentando valores 19.9 y 19.1 %, respectivamente, comparadas con
la pérdida de peso de la muestra control que fue de 21.4 % (Guijarro, 2012).
Por otro lado, Villacorta & Vásquez (2013) encontraron que la velocidad de
pérdida fue siempre mayor en las muestras control en comparación con las
muestras tratadas con irradiación UV-C.
El efecto del 1-MCP en cuanto a la disminución de la pérdida de peso se ha
reportado en manzanas cv. Gala (Calvo, 2002); la menor pérdida de peso se
atribuyó a la menor tasa de respiración de los frutos tratados y también a una
menor transpiración debida al mantenimiento de la estructura de los tejidos de
los frutos (Chiriboga, Schotsmans, Larrigaudière, & Recasens, 2014).
Estos resultados difieren de los estudios realizados por (Watkins, 2006) quien
menciona que no se observa un efecto significativo en la reducción de pérdida
de peso al utilizar 1-MCP, debido a que el 1-MCP interactúa con los receptores
del etileno y bloquea las respuestas dependientes de etileno que ocurren
durante la maduración. Siendo así, la transpiración no es un proceso regulado
por el etileno, sino que es un proceso de transferencia de vapor de agua desde
el fruto hacia la atmósfera, por consiguiente, no favorece a tener rentabilidad
en cuanto a la pérdida de peso. Se menciona que el uso de 1-MCP podría
disminuir la humedad, aumentando potencialmente la pérdida de peso
(Gómez, 2014).
41
Según los resultados obtenidos al aplicar estas tecnologías (UV-C y 1-MCP)
por individual, se ha buscado que la combinación de estas, permita obtener
mejor resultados en la calidad de los frutos.
La posibilidad de combinar la radiación UV-C con otras tecnologías
poscosecha ha sido explorada con resultados alentadores. Se verificó esta
combinación en uvilla tratada con UV-C/1-MCP; demostrando que en el día
35 la pérdida de peso de los frutos control fue 12.21 % y 8.09 % en los frutos
tratados (Revelo, 2016).
4.2. ANÁLISIS DE INDICE DE DAÑO
El índice de daño (ID) aumentó con el avance de los días de almacenamiento.
Los síntomas de daño hasta el día 14 presentaron valores entre 1 y 1.17 para
frutos tratados y control (ID= frutos sin daño). A partir del día 28 se observó
un incremento progresivo en el ID. Al final del tratamiento (día 35) la fruta
control presentó un ID=4 (daño severo), perdiendo totalmente su calidad
organoléptica y comercial. Como se indica en la Figura 12.
Figura 12. Índice de daño de uvilla tratada con radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1 µL L-1 / 12 h) almacenada en refrigeración
Letras diferentes denotan diferencia estadísticamente significativa para un test LSDα=0.05= 0.611
c c c
b
a
c c c
b b
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 7 14 28 35
Índ
ice
de
dañ
o
Tiempo de almacenamiento (Días)
Control
Tratadas
42
La mayoría de los resultados publicados sugieren que los tratamientos UV-C
podrían ser útiles para modular la maduración, la senescencia y reducir la
descomposición (Andrade-Cuvi, Moreno-Guerrero, Henríquez-Bucheli,
Gómez-Gordillo, & Concellón, 2010; Guijarro, 2012).
No es probable que una sola tecnología pueda controlar completamente las
pérdidas poscosecha. La combinación de tratamientos UV-C con otras
técnicas parece ser un enfoque útil para mejorar los resultados obtenidos. Al
respecto, Blankenship & Dole (2003) mencionan la importancia del momento
de aplicación del 1-MCP sugiriendo como regla general que mientras más
perecedero sea el frutal, el 1-MCP debe ser aplicado lo más cercano posible
al momento de la cosecha. Obteniendo un retraso en la maduración y
senescencia, retrasando los factores que afectan el índice de daño.
Frutos tratados con UV-C/1-MCP mostraron en el día 28 el índice de daño fue
1.87 (daño ligero) y en el día 35 el índice de daño fue 2.93 (daño ligero a
moderado). La combinación de estas dos tecnologías poscosecha, extendió
el tiempo de vida útil de 21 a 28 días, tiempo en el que la uvilla aún puede ser
comercializada (Revelo, 2016), confirmando los resultados obtenidos en el
presente trabajo, el tratamiento UV-C/ 1-MCP mantuvo el índice de daño
debajo de 2.00 durante los días de almacenamiento en refrigeración, teniendo
frutos sin desarrollo y desarrollo ligero correspondientemente, manteniendo
una mejor calidad organoléptica y comercial.
4.3. PORCENTAJE DE DECAIMIENTO
La presencia de hongos (decaimiento) se presentó en los frutos control a partir
del día 28 de almacenamiento con un 30.4 % de frutos afectos,
manteniéndose prácticamente constante hasta el día 35 (34.5 %). Para este
tiempo de almacenamiento la fruta ha perdido totalmente su calidad
43
organoléptica y comercial, según se puede observar en la apariencia de los
frutos (Figura 13).
La aplicación combinada de tecnologías poscosecha (UV-C y 1-MCP) brinda
control del crecimiento de microorganismos. En frutas tratadas con radiación
UV-C la resistencia a patógenos poscosecha se ha correlacionado
generalmente con la acumulación de fitoalexinas. Se demostró que el
tratamiento con UV-C activa las enzimas con actividad glucanohidrolasa
(quitinasa ácida y glucanasa básica) permitiendo que el tejido vegetal
obtuviera una ventaja en la lucha contra la infección (Charles et al., 2009).
Se ha demostrado que los frutos tratados con 1-MCP son menos susceptibles
al desarrollo de podredumbres. Se ha evidenciado que el 1-MCP es capaz de
inhibir las enzimas que degradan las paredes celulares como las
poligalacturonasas secretadas por los patógenos (Chiriboga et al., 2014). A
su vez la radiación UV-C desde su aplicación provoca el aumento de enzimas
probablemente involucradas en la pared celular las cuales podrían contribuir
a reforzar la estructura de la pared celular, lo que limitaría la accesibilidad de
las enzimas degradantes de la pared celular a sus sustratos, volviendo el
producto más resistente a la infección por hongos (Civello et al., 2006).
En las uvillas tratadas con UV-C/1-MCP no existió decaimiento hasta el día
21, al día 28 el porcentaje de decaimiento fue 5.09 % y al final del
almacenamiento (día 35) fue 12.49 % (Revelo, 2016).
De acuerdo a resultados presentados en este trabajo se puede corroborar que
la influencia del grado de madurez en el que fue cosechado la fruta, las
prácticas de seguridad e higiene, puede favorecer a que el porcentaje de
decaimiento sea nula, al igual que el control de temperatura sea adecuado,
puesto que la mayor parte de hongos no crecen en temperaturas menores de
5 C.
44
Tiempo de almacenamiento
(Días) Uvillas control
Uvillas tratadas con UV-C y 1- MCP
0
7
14
28
35
Figura 13. Daños de la uvilla durante los días de almacenamiento en refrigeración
No cabe duda que el objetivo de las tecnologías es seleccionar y combinar
factores de preservación o barreras de forma tal que la estabilidad y seguridad
microbiológica puedan ser garantizadas, reteniendo las características
nutritivas y la aceptación sensorial (Schenk, 2010).
45
4.4. EFECTO DEL TRAMIENTO UV-C Y 1-MCP SOBRE EL
CONTENIDO DE ÁCIDO ASCÓRBICO
El contenido de ácido ascórbico (AA) de la muestra tratada en el presente
trabajo no presentó cambios significativos respecto a la muestra control,
debido a que se mantuvo en un rango de 3.5 a 4.5 mg de AA por gramo de
tejido, a pesar de esto, los contenidos de AA fueron ligeramente más altos en
los tejidos tratados con UVC Y 1-MCP que en los tejidos no tratados (Tabla
9).
Tabla 9. Determinación de vitamina C en uvilla almacenada en refrigeración
Días Control
(mg de vitamina C/ 100 g uvilla) Tratadas
(mg de vitamina C/ 100 g uvilla)
0 4.47 4.71
7 3.70 3.87
14 3.70 3.82
28 3.62 3.60
35 3.45 3.57
Se puede considerar que la síntesis de AA en el tejido se produce desde que
el fruto está en la planta y ha sido asociado a la exposición a la radiación solar
(Fischer, Ebert, & Lüdders, 1999). En uvilla los efectos directos de la radiación
sobre el contenido de ácido ascórbico podrían ser limitados porque el cáliz
está cubriendo la fruta durante su desarrollo. Dado que el contenido de AA se
reduce en respuesta al daño físico del tejido, la menor alteración se busca al
aplicar tecnologías poscosecha, a través de las cuales se puede conducir
potencialmente a un mejor mantenimiento de los niveles de AA.
Por lo general, la maduración causa un descenso de la acidez, al igual que de
la concentración de los ácidos y los azúcares en los frutos. Se puede decir
entonces que el retraso de la maduración en los frutos ayuda a mantener estas
propiedades; lo que ocurrió con las uvillas al aplicar UV-C (12.5 kJ/m2) y
46
1-MCP (1uL L-1/12 h); presentando valores de AA ligeramente mayores a las
uvillas control, como se mencionó con anterioridad, sin embargo, las dos
aplicaciones reducen ligeramente su contenido AA al transcurrir los días de
almacenamiento.
Novoa, Bojacá, Galvis, & Fischer (2006), determinaron que el contenido de
AA en uvillas oscila entre 4.0 y 5.0 mg /100 g de pulpa en frutos donde su cáliz
fueron secados a 18 C, reduciendo prácticamente en su totalidad después
de 12 días de almacenamiento en los frutos. Esto puede deberse a la
oxidación del AA, la concentración de las vitaminas en los frutos usualmente
decrece después de la cosecha; la manipulación de los frutos durante la
cosecha y el transporte permite el ataque de oxidasas a la vitamina, lo que
puede resultar en su pérdida acelerada.
Resultados similares a los encontrados en esta investigación fueron
reportados por Fawbush, Nock, & Watkins (2009); en manzanas "Empire"
tratadas con 1-metilciclopropeno (1-MCP) y almacenamiento en atmósfera
controlada; durante el almacenamiento las concentraciones totales de AA
disminuyeron tanto en los tejidos no tratados y como en aquellos tratados con
1-MCP. Durante la etapa de poscosecha la vitamina C cumple una importante
función cómo regulador óxido reductor, además de ser un antioxidante
inhibidor del pardeamiento enzimático. Se conoce que el AA es muy sensible
a varios métodos de procesado. Los factores que pueden influir en la
naturaleza del mecanismo de degradación incluye la temperatura,
concentración de sal y azúcar, pH, oxígeno, enzimas y metales (Villacís,
2014). La disminución de AA en frutos tratados con UV-C, podría deberse
seguramente a que altas dosis de radiación UV-C provoca el incremento en
la producción de radicales libres y en consecuencia reacciones de oxidación
disminuyendo el valor nutritivo del fruto (Andrade-Cuvi, 2008).
47
4.5. EFECTO DEL TRAMIENTO UV-C Y 1-MCP SOBRE EL
CONTENIDO DE CAROTENOS
El contenido de carotenoides totales está directamente asociado con el color
característico del fruto, debido primordialmente al nivel de ß-caroteno
presente. Los carotenoides sufren reacciones de oxidación, isomerización y
fragmentación, son sensibles a la luz, calor, presencia de oxígeno, acidez y
su degradación no sólo afecta al color, sino que también reduce el valor
nutricional y modifica el flavor (Osuna, Pérez, Vázquez, & Gómez, 2011).
En cuanto al contenido de carotenos, las uvillas control presentaron un
descenso al transcurrir el periodo de almacenamiento, siendo el día 35 el que
menor cantidad presentó; mientras que las uvillas tratadas con UV-C (12.5
kJ/m2) y 1-MCP (1uL L-1/12 h) mantuvieron constante la concentración de
carotenoides totales durante los 35 días de almacenamiento, sin mostrar
diferencia significativa, dentro de un rango 200 a 245 mg de carotenos / kg de
uvilla (Figura 14). Contrastando con estos resultados, Gonzalez Aguilar et al.
(2006) encontraron pérdidas en el contenido de ß-caroteno en mangos
cortados como resultado del estrés oxidativo inducido por la aplicación de luz
UV-C.
Figura 14. Contenido de carotenos totales de uvilla tratada con radiación UV-C (12.5 kJ/m2)
y 1-MCP (1 µL L-1/ 12 h) almacenada en refrigeración. Letras diferentes denotan diferencia estadísticamente significativa para un test LSDα=0.05= 46.485
aab
bcabc
ccabc abc
cbc
0
50
100
150
200
250
300
0 7 14 28 35
Co
nte
nid
o d
e ca
rote
no
s
(mg
de
caro
ten
os
/ kg
de
uvi
lla)
Tiempo de almacenamiento (Días)
CONTROL
TRATADAS
48
En papaya tratada con 1-MCP, se encontró que en el quinto día poscosecha,
el contenido de carotenoides fue menor que el del fruto testigo. El estado de
madurez de la fruta provoca el incremento de carotenos, por ello al aplicar la
radiación UV-C y 1-MCP se busca retardar la maduración del mismo, la
aplicación poscosecha de 1-MCP se considera un método eficiente para
retrasar la maduración, obteniendo un reducido desarrollo del color en
comparación con frutos sin tratamiento (Fabi et al., 2007). No obstante, existen
estudios que señalan que el ß-caroteno es independiente del etileno (Marty et
al., 2005).
En general los carotenoides son responsables de la gran mayoría de los
colores amarillos, anaranjados y rojos presentes en frutos y verduras (Moretti,
Araujo, Marouelli, & Silva, 2002). En este sentido, Revelo (2016), demostró el
uso combinado de luz UV-C y 1-MCP en uvilla no afectó de forma significativa
el color superficial de la fruta, corroborando la presencia de carotenos.
Pudiendo relacionarse con los resultados obtenidos en el presente estudio.
4.6. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP SOBRE EL
CONTENIDO DE FENOLES TOTALES
Los compuestos fenólicos son sustancias involucradas en el mantenimiento
de la capacidad antioxidante de un tejido.
La aplicación de radiación UV-C, produce un aumento del contenido de
compuestos fenólicos. En frutas tropicales mínimamente procesadas causa
un importante estrés inicial (hormesis) sobre las células, induciendo este
aumento en comparación con muestras sin tratamiento (Villacorta & Vásquez,
2013).
El incremento del contenido de fenoles se atribuiría al metabolismo
fenilpropanoide, a través del cual se sintetizan en respuesta a tratamientos
con UV‐C (Ruiz, Qüesta, & Rodriguez, 2010). En este metabolismo están
49
involucradas las actividades de las enzimas como la fenilalanina-amonio-liasa
(PAL) cataliza el primer paso comprometido en la vía de la biosíntesis fenólica,
consiguiendo la eliminación del grupo amino de la fenilalanina para dar ácido
trans-cinámico. Con este proceso cíclico del nitrógeno se asegura un
suministro constante de aminoácidos aromáticos de los cuales derivan los
compuestos fenólicos (García & Pérez, 2011; Martínez, Gómez, Prada, &
Artés, 2011).
De acuerdo a ello el incremento la actividad PAL, junto con el de otras enzimas
involucradas en la biosíntesis de fenilpropanoides, es un mecanismo de
defensa que opera en distintas especies vegetales sometidas a distintos
estreses, como la radiación UV-C (Romero, 2009).
A diferencia de lo expuesto anteriormente, al aplicar las dos tecnológicas en
uvillas, en tiempos cortos de almacenamiento (día 0 y 7), se obtuvo una mayor
cantidad de compuestos fenólicos en muestras control, con una diferencia de
29.41 % y 28.26 % respectivamente en comparación con las muestras
tratadas (Figura 15). Se podría atribuir a la aplicación de 1-MCP (inhibidor de
la acción del etileno), afectando negativamente a la concentración de fenoles,
puesto que se sabe que el etileno podría estar implicado en el control de la
actividad de la PAL (Romero, 2009). Sin embargo, en comparación de la
muestra control del día 7 y 14, disminuyó con un 31.83 % de diferencia entre
ellos; por el contrario, para el día 28 y 35 el contenido de fenoles se vio
incrementado atribuyendo por un lado a la maduración que presentaba la
uvilla. Repo & Encina (2008) menciona que la madurez influye directamente
en el contenido de compuestos bioactivos, dado que se generan durante la
madurez procesos de biosíntesis los que generan mayor contenido de
carotenoides, compuestos fenólicos, ácido ascórbico, etc.
50
Figura 15. Contenido de fenoles totales de uvilla tratada con radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y 1-MCP (1 µL L-1/ 12 h) almacenada en refrigeración.
Letras diferentes denotan diferencia estadísticamente significativa para un test LSDα=0.05= 0.054
El contenido de fenoles en las uvillas tratadas, fue constante hasta el día 14,
para el día 28 se vio incremento de 22.19 % con respecto a los días anteriores.
Los aumentos tardíos en los contenidos fenólicos de los frutos tratados con 1-
MCP están probablemente asociados con una menor actividad PAL (Jiang et
al., 2001). A esto se debe la necesidad de combinar la radiación UV-C y 1-
MCP para encontrar un mejor equilibrio en la activación de la enzima PAL.
También se han observado incrementos en la actividad PAL en respuesta a
bajas temperaturas, consiguiendo tener efectos positivos o negativos en los
niveles de fenoles de los productos vegetales dependiendo del producto que
se trate y de la temperatura de almacenamiento (Romero, 2009).
4.7. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C Y 1-MCP SOBRE LA
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
La capacidad antioxidante de un alimento depende de la naturaleza y
concentración de los antioxidantes naturales presentes en él (Repo & Encina,
2008). La uvilla presenta un alto contenido de carotenoides, ácido ascórbico y
a ab
d d
c
d d d
c bc
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 7 14 28 35
Fen
ole
s to
tale
s
(m
g d
e ca
teq
uin
a /
g d
e u
villa
)
Tiempo de almacenamiento (Días)
CONTROL
TRATADOS
51
polifenoles por lo que estas sustancias son las que aportan a la capacidad
antioxidante del fruto.
El análisis de los resultados de la capacidad antioxidante se divide en dos
fases de respuesta, una primera en tiempos cortos de almacenamiento (hasta
el día 7) donde los frutos tratados presentaron menor capacidad antioxidante
que los controles (Figura 16). Estos resultados se relacionan con lo
encontrado en el análisis de fenoles y carotenoides es decir, el mayor
contenido de AA en esta fase no aportaría lo suficiente para producir mayor
capacidad antioxidante que los frutos control. En la segunda fase (a tiempos
largos de almacenamiento, periodo comprendido entre el día 14 y día 35) los
frutos tratados presentaron mayor actividad antioxidante que los controles.
Esto se relaciona con el mayor contenido de AA, carotenoides y fenoles
determinados para estos tiempos de almacenamiento. En el día 35 se
encontró una diferencia de 21.67 % entre las muestras.
Figura 16. Capacidad antioxidante de uvilla tratada con radiación UV-C (12.5 kJ/m2) y
1-MCP (1 µL L-1/ 12 h) almacenada en refrigeración. Letras diferentes denotan diferencia estadísticamente significativa para un test LSDα=0.05= 0.228
Para apreciar la estrecha concordancia que existe, muchos trabajos
relacionan la capacidad antioxidante con el contenido de fenoles totales, cada
componente fenólico puede contribuir de forma y proporción diferente. Wang
et al. (1996) calculó que la contribución de la vitamina C a la actividad ORAC
bcd
d cd
bcbcdbcd
e
bcdb
a
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 7 14 28 35
Cap
acid
ad a
nti
oxi
dan
te
(U
mo
les
de
Tro
lox
/ g
de
uvi
lla)
Tiempo de almacenamiento (Días)
CONTROL
TRATADOS
52
total de un fruto era normalmente inferior al 15 %. Esto sugiere que la principal
fuente de capacidad antioxidante de la mayoría de las frutas y jugos de frutas
comerciales puede no ser la vitamina C. Es necesario considerar que dicha
relación no solo depende de la concentración y la calidad antioxidante, sino
también de su interacción con otros componentes y la metodología aplicada
(KuskoskI et al., 2005).
En uvillas tratadas con 8 kJ/m2 de radiación UV-C mantuvieron mayor
capacidad antioxidante que frutos tratados con 12 kJ/m2 y control durante el
periodo de almacenamiento (Toapanta, 2012). Mientras que no se conoce con
certeza cómo el tratamiento 1-MCP causa este incremento en el sistema
antioxidante, sin embargo, algunos autores sugieren que puede ser debido a
la capacidad del 1-MCP para inhibir la generación de radicales libres
normalmente presentes en la respiración climatérica, a través de mecanismos
todavía desconocidos (MacLean, Murr, & DeEll, 2003).
En estudios realizados en mangos aplicados ethrel (regulador de crecimiento)
y del 1-MCP, se produjo una pérdida considerable de la fracción antioxidante
durante la maduración (Singh & Dwivedi, 2008). Basándose en que la
aplicación del 1-MCP retarda la maduración se logra mantener la capacidad
antioxidante de los frutos, lo cual no ocurrirá con los frutos control que están
más propensos a procesos de maduración.
5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
53
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
El uso combinado de radiación UV-C y 1-MCP, pudo controlar con éxito
la descomposición por hongos, retrasar la maduración y la senescencia
de la uvilla y de calidad. Su aplicación resulta económica, rápida y
sencilla, y funciona a bajas temperaturas. La aplicación de radiación
UV-C y de 1-MCP extendió el tiempo de útil de la uvilla hasta 35 días;
7 días más en relación a los frutos control, tiempo en el que favorece y
garantiza la comercialización.
Los frutos tratados con 12.5 kJ/m2 de radiación UV-C y 1 µL L-1 / 12 h
de 1-MCP presentaron mayor contenido de AA durante todo el periodo
de almacenamiento (excepto el día 14); también se encontró mayor
contenido de fenoles totales y carotenoides en los frutos tratados a
partir del 14 hasta el final del almacenamiento (día 35), al igual que la
capacidad antioxidante.
Las tecnologías aplicadas permitieron definir dos fases de respuesta
en los frutos tratados: una primera a tiempos cortos de almacenamiento
(hasta el día 7) donde los frutos tratados presentaron menor capacidad
antioxidante que los controles, lo que relaciona con lo encontrado en el
análisis de fenoles y carotenoides es decir, el mayor contenido de AA
en esta fase no aportaría lo suficiente para producir mayor capacidad
antioxidante que los frutos control. En la segunda fase (a tiempos
largos de almacenamiento, periodo comprendido entre el día 14 y día
35) los frutos tratados presentaron mayor actividad antioxidante que los
controles. Esto se relaciona con el mayor contenido de AA,
carotenoides y fenoles determinados para estos tiempos de
almacenamiento.
54
El uso combinado de radiación UV-C y 1-MCP permite obtener un fruto
con mejores características antioxidantes y mejor calidad fisicoquímica
y microbiológica constituyendo una alternativa de tratamiento
poscosecha económica, de fácil aplicación sin dejar residuos en el
producto y reduciendo la contaminación ambiental.
5.2. RECOMENDACIONES
Realizar un análisis sensorial, en el cual se estudie el comportamiento
que puede ocasionar esta combinación de radiación UV-C y 1-MCP, en
la presencia o ausencia de sabores.
Estudiar los cambios de actividad enzimática relacionados con el
metabolismo fenilpropanoide y el ciclo de síntesis del ácido ascórbico
al combinar la radiación UV-C y 1-MCP en frutas.
Conocer el metabolismo del etileno, para conocer su influencia en la
maduración de frutos tratadas con radiación UV-C y 1-MCP.
Determinar la bioaccesibilidad de la capacidad antioxidante de la uvilla
tratada con UV-C y 1-MCP mediante digestión in vitro.
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55
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ANEXOS
67
ANEXO 1
RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA
A) Materia vegetal B)Extracción del cáliz C) Selección de la uvilla
A
B
C
68
ANEXO 2
LAVADO Y DESINFECCIÓN
A) Lavado B) Desinfección C) Secado la uvilla orgánica
B
A
C
69
ANEXO 3
APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA
A)Aplicación radiación UV-C B) Pesado y empaque C) Aplicación 1-MCP
A
B
C
