Evaluación del efecto de la aplicación de un recubrimiento de quitosano-aloe vera sobre la tasa de respiración de la uchuva (Physalis Peruviana L.)

Abstract

Se utilizaron uchuvas provenientes de cultivos de la zona de Silvia (Cauca, Colombia), entregadas con su capacho, directamente por indígenas de la zona, estas fueron seleccionadas por tamaños de 1 cm aproximadamente, teniendo en cuenta las características que se definen en la norma NTC 4580. (González, 2019) La uchuva, es un fruto muy apetecido en los mercados internacionales, sin embargo, se clasifica como un fruto climatérico (Ávila; Moreno; Fischer; Miranda, 2006), razón por la cual los procesos de maduración se llevan a cabo de forma acelerada en condiciones naturales, dando paso al estado de senescencia de los tejidos, lo que conlleva la reducción de la calidad y la vida útil de los frutos (Paliyath; Murr; Handa; Lurie, 2008) . Se hizo una sanitización de la sábila, donde se dejó desangrar por 12 horas, luego se le retiró la cáscara y se lavó con abundante agua, posteriormente se licuaron los cristales de la sábila y se tamizó, se llevó a pasteurización durante 45 minutos a baño maría a una temperatura de 70 °C. Concluido este tiempo se sacó y se dejó reposar, posteriormente se le adicionó ácido ascórbico, ácido cítrico y glicerina; se pesó una cantidad de quitosano y se mezcló con una solución de vinagre al 1 % para finalmente mezclar el Aloe Vera con el Quitosano en solución (Guancha- Chalapud; Caicedo; Ruiz; Valencia, 2016). Para la evaluación de la tasa de respiración se usa la técnica de valoración volumétrica, donde se usaron tres erlenmeyers de 500 mL en los cuales se agregaron en el primero aproximadamente 60 g de uchuvas con recubrimiento, en el segundo aproximadamente 60 g de uchuvas sin recubrimiento y el tercero aproximadamente 50 g de canicas que se tomaron como "Blanco".

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Resumen

El presente estudio tiene como objetivo general evaluar el efecto que tiene la aplicación de un recubrimiento de quitosano- Aloe Vera sobre la tasa de respiración de la uchuva, y pretende: 1- Estandarizar el método para la determinación de la tasa de respiración de la uchuva (Physalis peruviana L.) mediante la técnica volumétrica, y 2- Determinar la variación de tasa de respiración de las uchuvas con recubrimiento aplicado por el método de aspersión. Se utilizaron uchuvas provenientes de cultivos de la zona de Silvia (Cauca, Colombia), entregadas con su capacho, directamente por indígenas de la zona, estas fueron seleccionadas por tamaños de 1 cm aproximadamente, teniendo en cuenta las características que se definen en la norma NTC 4580. El recubrimiento fue preparado con una mezcla de Quitosano disuelto en Vinagre al 1 % y Aloe Vera previamente extraída y estabilizada, en una relación 80:20, respectivamente. Los resultados obtenidos hasta el momento destacan valores de tasa de respiración del primer día con valores de 27,93 mg CO2/ kg/h para uchuvas con recubrimiento y 89,00 mg CO2/ kg/h para uchuvas sin recubrimiento. Con los resultados se concluye que la aplicación del recubrimiento logra disminuir la tasa de respiración del fruto en un porcentaje entre 26 y 86 %.

Palabras claves: recubrimiento; tasa de respiración; uchuva; exportación, aloe vera; quitosano.

Introducción

La uchuva (Physalis Peruviana L.), que pertenece a la familia de las solanáceas y al género Physalis, cuenta con más de 80 variedades que se encuentran en estado silvestre y que se caracterizan porque sus frutos están encerrados dentro de un cáliz o capacho que protege al fruto contra insectos, pájaros patógenos y condiciones climáticas extremas (Mendoza; Rodríguez; Millán, 2012). Esta es una de las pocas especies donde el fruto se forma y permanece dentro del cáliz durante todo su desarrollo, situación que indica la importancia que tiene el cáliz durante la pre y poscosecha (Balaguera-López; Martínez; Herrera-Arévalo, 2014). El tiempo de vida de la uchuva con capacho es de un mes mientras que sin capacho es de 4 a 5 días aproximadamente (Caballero; Ortiz; Maldonado; Rivera, 2011).

La pérdida de calidad en los productos hortícolas desde su cosecha hasta la comercialización es uno de las principales limitantes (Kader, 2002), se estima que, en Colombia, estas pérdidas pueden alcanzar en postcosecha hasta el 30 % de la producción (CCI, 2006).

El cultivo de uchuva, es una alternativa de producción para la economía de muchos países dentro de los cuales se encuentra Colombia, debido a que presenta buenas perspectivas e interés en los mercados internacionales (Fischer; Almanza- Merchán; Miranda, 2014), en los últimos 5 años, la producción de uchuva en Colombia ha tenido un crecimiento del 42,41 %, las exportaciones en el último año han crecido un 18 % donde los principales importadores de uchuva colombiana en 2018 fueron: Países Bajos (58 %), Alemania (11 %) y Reino Unido (11 %) (Procolombia, 2017), y para el año 2018 Colombia exportó a Estados Unidos 700 toneladas de uchuvas, la meta este año es superar esa cifra y exportar al menos 1.000 toneladas; los envíos desde Colombia hasta Estados Unidos crecerán un 42 % para este año (2019). (González, 2019)

La uchuva, es un fruto muy apetecido en los mercados internacionales, sin embargo, se clasifica como un fruto climatérico (Ávila; Moreno; Fischer; Miranda, 2006), razón por la cual los procesos de maduración se llevan a cabo de forma acelerada en condiciones naturales, dando paso al estado de senescencia de los tejidos, lo que conlleva la reducción de la calidad y la vida útil de los frutos (Paliyath; Murr; Handa; Lurie, 2008) . En algunos frutos el inicio de la maduración está acompañada por el aumento de la intensidad respiratoria (tasa de respiración) y la producción de etileno, la cual llega a su máximo cuando él fruto está completamente maduro, es decir, cuando llega a su madurez de consumo a partir de aquí el fruto inicia su proceso de degradación.

Lo anterior motiva la búsqueda de alternativas que ayuden a mejorar la vida postcosecha de fruto, disminuyendo pérdidas de características físicas y químicas que son de mucha importancia para mantener esa preferencia del consumo del fruto. Lo que se busca con esta investigación es ofrecer una alternativa que lo que hará es disminuir la intensidad respiratoria del fruto, aplicando por el método de aspersión, un recubrimiento a base de quitosano y aloe vera. Lo que hará este recubrimiento es formar una barrera protectora contra los gases CO2 y O2 permitiendo que el fruto disminuya su tasa de respiración y por ende su vida útil aumente. La tasa de respiración se determina mediante la técnica volumétrica y es expresada en mg de CO2 / Kg·H; logrando evidenciar claramente la efectividad del recubrimiento sobre el fruto mostrando un porcentaje de reducción de la tasa de respiración del fruto entre 26 % hasta un 86 %.

Materiales y Métodos

Preparación del recubrimiento: Se hizo una sanitización de la sábila, donde se dejó desangrar por 12 horas, luego se le retiró la cáscara y se lavó con abundante agua, posteriormente se licuaron los cristales de la sábila y se tamizó, se llevó a pasteurización durante 45 minutos a baño maría a una temperatura de 70 °C. Concluido este tiempo se sacó y se dejó reposar, posteriormente se le adicionó ácido ascórbico, ácido cítrico y glicerina; se pesó una cantidad de quitosano y se mezcló con una solución de vinagre al 1 % para finalmente mezclar el Aloe Vera con el Quitosano en solución (Guancha- Chalapud; Caicedo; Ruiz; Valencia, 2016).

Preparación del de la muestra: Se tomó la muestra (uchuva) con su capacho integrado, se hizo la remoción del mismo sin quitar su pedúnculo de más o menos 25 mm, posterior a esto se lavó con abundante agua, se secaron y se empezó a colgar en un aro metálico, se agregó recubrimiento al tanque de un aerógrafo; la aplicación se llevó a cabo por triplicado, una capa cada 15 minutos a una distancia aproximada de 1 m con la finalidad de hacer la aplicación lo más homogénea posible.

Preparación de soluciones: El HCl y NaOH con su respectiva estandarización (HCl con Na2CO3 y el indicador naranja de metilo) y (NaOH con HCl y dos (2) indicadores para su estandarización verde bromocresol y fenolftaleína); donde se tomó como estandarización inicial la de NaOH ya que es la sustancia que permite atrapar el CO2.

Evaluación tasa de respiración: Para la evaluación de la tasa de respiración se usa la técnica de valoración volumétrica, donde se usaron tres erlenmeyers de 500 mL en los cuales se agregaron en el primero aproximadamente 60 g de uchuvas con recubrimiento, en el segundo aproximadamente 60 g de uchuvas sin recubrimiento y el tercero aproximadamente 50 g de canicas que se tomaron como "Blanco". Luego se adicionaron 12 mL de NaOH en un tubo de ensayo y se colocaron dentro de los erlenmeyer, posteriormente se usó un tapón de goma junto a él se incorporó un tubo en U con la finalidad de sellar y no permitir el paso del CO2, se agregó un poco de vaselina en los bordes del Erlenmeyer garantizando de que no hubiera fuga, el otro extremo del tubo en U se introdujo en un beaker de 250 mL con abundante agua, el cual se introdujo en un plato de aluminio también lleno de agua para que se refrigerara. Este montaje se dejó por un tiempo de 45 minutos y se procedió con la estandarización del NaOH que se encontraba dentro de cada erlenmeyer. Finalmente se realizaron los cálculos pertinentes para determinar la tasa de respiración de la uchuva y este valor se da en unidades de mg de CO2/Kg·h.

Resultados y discusiones

Los valores de tasa de respiración obtenidos oscilan en entre 59 y 130 mg CO2/kg h para uchuvas sin recubrimiento y entre 26,5 y 56,1 CO2/kg h para Uchuvas con recubrimiento, lo que muestra definitivamente que el efecto de la aplicación del recubrimiento es la reducción en la tasa de respiración, lo que conllevaría a disminuir el metabolismo del fruto y por ende un aumento en su tiempo de vida útil.

En la Figura 1, se observa el comportamiento de la tasa de respiración que presenta el fruto con recubrimiento y sin recubrimiento, donde es claro que para el fruto con recubrimiento está por debajo de la del fruto sin recubrimiento, reduciéndose entre un 50 % y 75 %.

Conclusiones

El comportamiento de la Tasa de Respiración de las uchuvas se reduce cuando se aplica el recubrimiento a base de Quitosano- Aloe Vera por el método de aspersión, esta reducción se da en un rango del 50 % al 75 %, mostrando de esta manera el efecto positivo del recubrimiento sobre el fruto lo que permitirá un aumento en su vida útil.

Dada la variación observada en los datos obtenidos durante la etapa experimental se ve la necesidad de realizar una validación del método de determinación y de esta manera repetir de nuevo la fase experimental.

Agradecimientos

Este trabajo se desarrolló gracias al apoyo del Centro ASTIN-SENA, al Grupo de Investigación en Desarrollo de Materiales y Productos (GIDEMP) especialmente a Marcelo Guancha y a al programa de Tecnoacademia por facilitarnos las instalaciones del laboratorio para la realización de algunos de los análisis.

References

Referencias

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