Introducción

En el Ecuador se cultiva manzana en la Región interandina, en las provincias de Tungurahua, Azuay, Chimborazo, Cotopaxi, Cañar y otras de la serranía ecuatoriana. Es una fruta estacionaria o de temporada que sale a los mercados en los meses de enero a mayo. Se la consume cruda como fruta de mesa en fresco y a nivel industrial se conoce su utilización como un componente de ensaladas o mixturas, se elaboran: dulces, coladas, mermeladas, licores y otros preparados como jugos, pastas y otros (Vallejo & Galarza, 2014). La producción de manzana se desarrolla tradicionalmente como sustento familiar que se ve reflejado en bajos rendimientos con un promedio de 1.41Tm/ha, teniendo como principales problemas: productores con una edad promedio de 58.91 años, falta de capacitaciones, falta de renovación de plantas, bajos precios, beneficios para intermediarios del 13,63% al 57, 64 %, producción no rentable. Sin embargo, el consumo aparente de manzana va en crecimiento, para el año 2018 es de 68521 toneladas, con un consumo per cápita de 4.03 kg/ persona con una oferta nacional en decadencia (Allauca & Baño, 2018), es por esta razón que se debe fortalecer la industria frutícola del país mediante la investigación interdisciplinaria que oferte al mercado frutos climatéricos de alta calidad y periodos de vida prolongados especialmente la manzana, conocido por importante perfil nutricional que a más de aportar vitaminas y nutrientes, se constituye como un alimento nutraceútico por sus beneficios asociados con el cáncer de colon y otros trastornos metabólicos (Palomo et al., 2010).

Como todo organismo vivo, la vida de un fruto pasa por diferentes estados que convencionalmente se han estructurado en tres periodos: crecimiento, maduración y senescencia, sin que se haya establecido una clara distinción entre ellos (Romojaro, 2006). El proceso de maduración en frutas tiene dos patrones característicos. El primero se denomina climaterio, y se caracteriza por un incremento acelerado de la tasa respiratoria; que es coincidente con el inicio de cambios de color, composición, aroma, firmeza, etc. Este patrón de maduración es común en frutos de tipo tropical como banano, plátano, melón, mango, aguacate, papaya, sandía, entre otros. El segundo mecanismo de maduración se denomina “no climaterio”, y se caracteriza por no presentar un incremento acelerado de la tasa respiratoria; en ocasiones la respiración aumenta muy lentamente y en otros casos incluso disminuye aún más. Algunos ejemplos son las frutas cítricas, pepino, fresa o frutilla y piña. Estas diferencias, en el comportamiento durante la maduración, tienen fuertes implicaciones en la vida poscosecha de un rubro. En general, los frutos climatéricos son altamente perecederos, su maduración es rápida, se presentan fuertes cambios composicionales, y en general aumenta la susceptibilidad a enfermedades. Por otra parte, los frutos no climatéricos, son de maduración más lenta y no experimentan cambios sustanciales durante la maduración, excepto cambios de coloración y firmeza (IICA, 2012; Romojaro, 2006).

En este contexto, en el presente informe de práctica disciplinaria de analiza el proceso de maduración desde la dinámica de la respiración del fruto poscosecha y cómo este puede afectar a la calidad del mismo. Para ello se usó como objeto de estudio dos manzanas que se dejaron madurar en diferentes condiciones atmosféricas, una con atmósfera modificada y otra al ambiente.

Objetivo

Crear un ambiente de atmósfera modificada, desarrollando una práctica en donde se aplique la técnica de conservación de frutas climatéricas (Manzana).

Análisis argumentativo de los resultados obtenidos

Para el desarrollo del experimento se empleó como objeto de estudio dos manzanas a las que se les sometió a maduración bajo dos regímenes atmosféricos diferentes, la primera en la que la fruta se dejó madurar por 5 días al ambiente, sin ninguna alteración y la segunda a la que se le sometió a una atmósfera modificada, para lo que se utilizó una bolsa traslúcida a la que se le retiró el aire que contenía, ésta se dejó madurar herméticamente durante 5 días sin ninguna alteración junto a la fruta anterior. Para el experimento se empleó dos manzanas de la variedad Golden. Como se puede observar en las imágenes de los anexos. Los resultados del experimento se aprecian en la tabla 1 y 2 a continuación:

Manzana 1 ambiente	Día 1	Día 2	Día 3	Día 4	Día 5
Características	Pedúnculo verdoso exocarpo brillante	Pedúnculo verdoso exocarpo brillante	Pedúnculo verdoso exocarpo brillante	Pedúnculo amarillo exocarpo poco brillante	Pedúnculo amarillento exocarpo poco brillante casi mate
Tamaño	Mediana	Mediana	Mediana	Mediana	Mediana
Forma	Ovoide	Ovoide	Ovoide	Ovoide	Ovoide
Solidez	Muy Sólida	Muy Sólida	Muy Sólida	Muy Sólida	Muy Sólida
Firmeza	Muy firme	Muy firme	Muy firme	Medianamente firme	Medianamente Firme
Color externo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo
Aroma	Dulce característico	Dulce característico	Dulce característico	Dulce característico	Dulce característico
Frescura	Fresca	Fresca	Fresca	Fresca	Poco fresca

Manzana 2 atmósfera modificada	Día 1	Día 2	Día 3	Día 4	Día 5
Características	Pedúnculo verdoso exocarpo brillante	Pedúnculo verdoso exocarpo brillante	Pedúnculo café exocarpo poco brillante con abolladuras cafés	Pedúnculo café exocarpo poco brillante con abolladuras cafés	Pedúnculo café exocarpo poco brillante casi mate con abolladuras marrones
Tamaño	Mediana	Mediana	Mediana	Mediana	Mediana
Forma	Ovoide	Ovoide	Ovoide	Ovoide	Ovoide
Solidez	Muy Sólida	Muy Sólida	Sólida	Sólida	Zonas con blandura
Firmeza	Muy firme	firme	firme	firme	Zonas poco firmes asociadas a las manchas marrones
Color externo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo	Amarillo jaspeado con rojo con zonas marrones
Aroma					Mínimas notas de fermentación
Frescura					No se evidencia frescura

Según IICA (2012) la  respiración  (oxidación  biológica)  es  la  descomposición  por  oxidación  de  moléculas  de  sustratos complejos presentes normalmente en las células de las plantas, tales como almidón, azúcares y ácidos orgánicos  a  moléculas  más  simples  como  el  CO₂ y  H₂O.  Con esta  reacción  catabólica  se  da  la producción de energía y de moléculas intermedias que se requieren para sostener la gran cantidad de reacciones anabólicas esenciales para el mantenimiento de la organización celular y la integridad de la membrana  de  las  células  vivas.  El  propósito  principal  de  la  respiración  es  mantener  un  suministro adecuado  de  Adenosina  trifosfato  (ATP).  El  proceso  global  de  la  respiración  aeróbica  implica  la regeneración de ATP a partir de ADP (adenosina difosfato) y Pi (fosfato inorgánico) con la liberación de CO₂ y  H₂O.  Si  un  azúcar  hexosa  se  utiliza  como  sustrato,  en  general  ecuación  se  puede  escribir  de  la siguiente manera:

Dónde, el nivel de etileno en frutas aumenta con la madurez del producto, el daño físico, incidencia  de  enfermedades y temperaturas altas (IICA, 2012). Y es precisamente con Kidd y West (1922) con quienes se inician las investigaciones en cuanto a sobre la fisiología del fruto se realizan al inicio de la década de los años veinte, al estudiar el cambio de la actividad respiratoria y las modificaciones de algunos compuestos químicos en manzana, estudios posteriores (Rhodes, 1970) pusieron de manifiesto que el incremento respiratorio era un evento secundario y que el climaterio debe considerarse “como un periodo en la ontogenia de ciertos frutos, en el que tienen lugar una serie de cambios bioquímicos iniciados por la producción de etileno, entre los que se encuentra el aumento respiratorio y que conducen al fruto a la maduración”. En resumen, los frutos son definidos fisiológicamente con base a la presencia (climatéricos) o ausencia (no climatéricos) de un aumento en la respiración y en la síntesis de etileno al comienzo de la madurez de consumo (Lelièvre et al., 1997).

Los frutos climatéricos son aquellos que pueden madurar no sólo adheridos a la planta, sino también después de la cosecha, cuando son cortados en la etapa pre climatérica, como el tomate (Solanum lycopersicum), la manzana (Malus domestica) y el plátano (Musa spp.), este tipo de frutos alcanza más pronto la senescencia (Fernández-Trujillo et al., 2007; Obando-Ulloa et al., 2008) en vista de que la respiración está acompañada por un aumento similar en los niveles de etileno, que coordina y sincroniza el proceso de maduración (Omboki et al., 2015).

Por otro lado, los frutos no climatéricos como la fresa (Fragaria spp.), la uva (Vitis vinifera L.) y los cítricos, solo alcanzan la maduración cuando aún están unidos a la planta, ya que no presentan un aumento en la respiración y en la producción de etileno después de la cosecha (Biale, 1964; Given et al., 1988; Chervin et al., 2004). Los frutos no climatéricos no desarrollan los patrones climatéricos que incluyen el aumento en la respiración, biosíntesis de etileno y respuesta autocatalítica al etileno, pero muestran algunas respuestas típicas al etileno como desverdizado (cambios en la coloración de verde a amarillo o anaranjado y ablandamiento (síntesis de enzimas que degradan la pared celular), entre otros (Dos Santos et al., 2015). Es decir, se llevan a cabo los mismos cambios bioquímicos en el color, textura, sabor y olor del fruto. Esto sugiere que los genes involucrados son los mismos que están expresados diferencialmente debido a la evolución que sus reguladores han sido conservados vía procesos evolutivos (Omboki et al., 2015). Los frutos climatéricos sufren un deterioro masivo durante el manejo postcosecha, lo que se traduce en pérdidas económicas significativas (Bapat et al., 2010). El proceso de la maduración involucra aspectos tales como la regulación del control metabólico, la comunicación entre organelos, los reguladores de crecimiento y la expresión genética (Alexander y Grierson, 2002).

Conclusiones

Se comprobó que una atmósfera modificada incide en la relación calidad:respiración, donde un aumento en la respiración y en la síntesis de etileno al comienzo de la madurez de consumo adelanta los procesos fisiológicos del fruto, mismo que al no tener evacuación del gas etileno, madura con mayor rapidez, muestra evidencias de oxidación en los tejidos y presenta propiedades organolépticas desagradables o no deseables comercialmente, mientras que una fruta con ventilación adecuada, al no presentar acumulación de gas etileno logra conservarse en mejores condiciones, en términos de calidad.

Bibliografía

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Allauca, A., & Baño, D. (2018). Análisis de la cadena agroproductiva de la manzana (Malus) en tres provincias de la Sierra – Centro Zona 3 [(Tesis previo la obtención del título de Ingeniera en Industrias Pecuarias), Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/10406/1/27T0406.pdf

Bapat, V. A.; Trivedi, P. K.; Ghosh, A.; Sane, V. A.; Ganapathi, T. R. and Nath, P. (2010). Ripening of fleshy fruit: molecular insight and the role of ethylene. Biotechnol. Adv. 28(1):94-107.

Biale, J. B. (1964). Growth, maturation, and senescence in fruits. Science. 146: 880-888.

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Dos Santos, R. S.; Arge, L. W. P.; Costa, S. I.; Machado, N. D.; de Mello Farias, P. C.; Rombaldi, C. V. y de Oliveira, A. C. (2015). Genetic regulation and the impact of omics in fruit ripening. Plant Omics. 8(2):78-88.

Fernández-Trujillo, J. P.; Obando, J.; Martínez, J. A.; Alarcón, A. L.; Eduardo, I.; Arús, P. and Monforte, A. J. (2007). Mapping fruit susceptibility to postharvest physiological disorders and decay using a collection of near-isogenic lines of melon. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 132(5):739-748.

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Kidd, F., West, C. (1922). Food Inv. Bd. Rept. for 1921, 14-16.

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Palomo, I., Yuri, J. A., Moore-Carrasco, R., Quilodrán, Á., & Neira, A. (2010). El consumo de manzanas contribuye a prevenir el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y cáncer: antecedentes epidemiológicos y mecanismos de acción. Revista Chilena de Nutrición, 37(3), 377–385.

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Romojaro, F. (2006). Mecanismos reguladores de la maduración de los frutos climatéricos (1ra Edición). Academia de Ciencias de la Región de Murcia. https://www.um.es/acc/wp-content/uploads/Felix-Romojaro-Almela.pdf

Obando-Ulloa, J. M.; Moreno, E.; García-Mas, J.; Nicolai, B.; Lammertyn, J.; Monforte, A. J. and Fernández-Trujillo, J. P. (2008). Climacteric or non-climacteric behavior in melon fruit: 1. Aroma volatiles. Postharvest Biol. Technol. 49(1):27-37.

Vallejo, S., & Galarza, D. (2014). Proyecto de factibilidad para mejorar la comercialización de manzana en la parroquia de San Antonio – Cantón Penipe – Provincia de Chimborazo (Tesis previo la obtención del título de Ingeniera Comercial), Pontificia Universidad Católica del Ecuador. http://repositorio.puce.edu.ec/bitstream/handle/22000/11730/Disertaci%C3%B3n%20Final.pdf?sequence=4#:~:text=La%20manzana%20en%20el%20Ecuador,oscila%20entre%208%C2%BAC%20a%2010%C2%BAC.

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