Resumen: El principal problema durante la comercialización del melón ‘cantaloupe’ es la deshidratación de los frutos y su sensibilidad a la presencia del etileno. En los últimos años, se han desarrollado películas comestibles para la conservación de los frutos y su uso en melón ha sido limitado por la falta de evaluación de las diferentes formulaciones sobre la vida de anaquel de los frutos. Por otro lado, la aplicación del gas 1-metilciclopropeno (1- MCP) que compite por el sitio activo del etileno, ha revolucionado la tecnología de conservación de la calidad de frutas como la manzana y el tomate entre otros. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la aplicación de ceras comestibles y 1-metilciclopropeno solos o en combinación, para la conservación del melón ‘cantaloupe’. Se cosecharon frutos cv ‘Primo’ con ¾ de desprendimiento de la guía y se expusieron a los siguientes tratamientos: 1-MCP 300 ppb durante el enfriamiento de los frutos a 2°C; 1-MCP 300 ppb en fruta fría a 2°C; cera (ácidos grasos + carbohidratos + alcohol) a 20°C; 1-MCP 300 ppb + cera a 20°C; 1-MCP 300 ppb a 20°C y un testigo sin tratamiento (control). El tiempo de aplicación del 1-MCP fue de 12 horas y la cera se aplicó por frotación. Un sub-lote de frutos tratados se almacenó por 14 días a 20° C y otro por 20 días a 2°C + 8 días a 20°C. Durante el almacenamiento se realizaron determinaciones de velocidad de respiración, producción de etileno, pérdida de peso y firmeza de pulpa. Los resultados indicaron que los tratamientos con 1-MCP presentaron mayor firmeza y menor pérdida de peso, sin embargo, el tratamiento con cera mostró mayor control del metabolismo del fruto (respiración y producción de etileno). La combinación de 1-MCP + cera mostró un comportamiento estable y mayor conservación de los frutos.
Palabras clave: melón, 1-MCP, cera comestible, conservación, postcosecha, calidad.
Abstract: The main problem during the marketing of 'cantaloupe' melon is the dehydration of the fruit and its sensitivity to the presence of ethylene. In recent years, edible films for the conservation of the fruit have been developed and their use in melon has been limited by the lack of evaluation of different formulations on the shelf life of the fruits. On the other hand, the application of gas 1-methylcyclopropene (1-MCP) competing for the active site of ethylene, has revolutionized the technology of preservation of the quality of fruits such as apples and tomatoes among others. The objective of this study was to evaluate the effect of the application of edible waxes and 1-methylcyclopropene alone or in combination, for the conservation of 'cantaloupe' melón. ‘Primo’ variety melons were harvested with ¾ of detachment from the plant guide and were exposed to the following treatments: 1-MCP 300 ppb during the cooling of the fruits to 2°C; 1-MCP 300 ppb in fruit cooled at 2°C; wax (fatty acids + carbohydrate + alcohol) at 20°C; 1-MCP 300 ppb + wax at 20°C; 1-MCP 300 ppb at 20°C and the control without treatment (control). The application of 1-MCP time was 12 hours and the wax was applied by rubbing. A sublot of treated and control fruits were stored for 14 days at 20°C and another for 20 days at 2°C + 8 days at 20°C. During storage, determinations of respiration rate, ethylene production, loss of weight and pulp firmness were made. The results showed that treatment with 1-MCP showed greater strength and less weight loss, however, wax treated fruits showed greater control of the fruit metabolism (respiration and ethylene production). The combination of 1-MCP + wax showed a stable performance and greater conservation of fruits.
Keywords: cantaloupe, 1MCP, edible coating, postharvest maintenance, quality.
INTRODUCCIÓN
El melón (Cucumis melo L.) tiene gran demanda a nivel mundial debido a su característico sabor y dulzura. Razón que lo ha llevado a ocupar el octavo lugar, en cuanto a área de siembra, dentro de los productos hortícolas destinados a exportación de nuestro país. Además, de situarlo como el segundo exportador a nivel mundial, detrás de España. Sonora se coloca como el tercer productor de melón a nivel nacional (Pineda, 2016).
Sin embargo, su comercialización presenta como limitante su corta vida de anaquel, aunado al largo tiempo requerido para su transporte y mercadeo. En variedades de melón que desarrollan piel reticulada (red), la corta vida de anaquel se atribuye a las aperturas de la red que favorecen la transpiración, el intercambio gaseoso (Báez Sañudo et al., 2002) y la infestación por hongos y bacterias (Lopez et al., 2016). Durante estados tempranos de su desarrollo, el fruto de melón pierde su empaque protector (cutina) y, en su lugar, desarrolla un tejido grueso conocido como peridermo. Su composición química y estructura difiere grandemente con la cutícula, debido a que posee un bajo porcentaje de ceras, lo que facilita la formación y fusión de lenticelas que dan lugar a grandes espacios aireados sin ninguna restricción fisiológica (Roth, 1977; Fahn, 1982). Constituyendo así, un blanco fácil de deshidratación, ablandamiento e infestación por microorganismos, que son los grandes problemas fisiológicos que determinan su calidad (Fernández-Trujillo et al., 2007).
La pérdida de agua durante el almacenamiento prolongado de frutas como melones puede causar el deterioro fisiológico y patológico, que puede resultar en pérdidas económicas considerables (Fallik et al., 2005). En este sentido, las ceras comestibles se aplican a los frutos para minimizar estas pérdidas de vapor de agua y para proveer un vehículo para la aplicación de fungicidas (Aharoni et al., 1992; Alleyne y Hagenmaier, 2000; Debeaufort et al., 1998; Hagenmaier y Baker, 1995, Mendoza et al., 2001). Aunado a lo anterior, el empleo de bajas temperaturas es un método de conservación utilizado para mantener la calidad sensorial del melón “cantaloupe”, debido a que las bajas temperaturas reducen el ritmo respiratorio, deshidratación, actividad enzimática, maduración y envejecimiento del producto (Azam et al., 2015; Ferreira et al., 1994; Karel y Lund, 2003). Por otro lado, el 1-MCP ha sido probado en frutos climatéricos para retrasar la maduración postcosecha y con ello extender su vida de anaquel (Li X.W. et al., 2011); además, en frutos no climatéricos para determinar que procesos están controlados por el etileno durante su maduración y senescencia (Lurie, 2007).
Para poder acceder a mercados distantes con productos de óptima calidad se requiere la aplicación de tecnologías adecuadas. Tomando como base las características anatómicas del fruto de melón, así como estudios previos donde se han probado diferentes tecnologías en pro de su conservación, se considera viable y novedoso conjuntar en este trabajo tres herramientas tecnológicas. Primera, la regulación de temperaturas a niveles bajos para disminuir la actividad metabólica de los tejidos. Segunda, la aplicación de mezclas cerosas en sustitución de la cutícula, como barrera a la transpiración, intercambio gaseoso y penetración de microorganismos. Tercera, la utilización de 1-MCP como inhibidor del etileno para retrasar maduración y como consecuencia preservar la firmeza y calidad del melón por más tiempo.
MATERIALES Y METODOS
Para el experimento se utilizaron 126 frutos de melón ‘cantaloupe’ (Cucumis melo L., cv “Primo”) tamaño 15 (1000-1200 gramos de peso), cosechados en estado de ¾ de desprendimiento de la guía (firme-maduro) y libres de daños. Se establecieron seis tratamientos con 21 frutos cada uno: 1-MCP 300 ppb durante el enfriamiento de los frutos a 2°C (mcpviaenf); 1-MCP 300 ppb en fruta fría a 2°C (mcpenf); encerado a 20°C (cera); 1-MCP 300 ppb + cera a 20°C (mcp+cera); 1-MCP 300 ppb a 20°C (mcp) y un testigo sin tratamiento (control). La mitad de los frutos fueron almacenados en cámaras de refrigeración a 20°C por 14 días (condiciones de mercadeo) y la otra mitad a 2°C durante 20 días y posteriormente se sometió a condiciones de mercadeo 20°C durante 8 días.
La aplicación de ceras en los frutos se realizó a temperatura ambiente, utilizando una brocha y se dejó secar para evitar excesos de humedad. Como recubrimiento se utilizó una cera comestible compuesta por: Alcohol etílico (0.5%), Carboximetilcelulosa (0.05%), ácidos grasos (5.0%), antimicrobiano (0.5%), carbohidratos (2.0%), surfactante (0.01%) y antioxidante (0.001%). La aplicación del 1-MCP se realizó en cámaras de acero inoxidable de 0.2353 m3. La exposición de los frutos al gas fue de 12 horas a las temperaturas de almacenamiento (2ºC) y mercadeo (20ºC).
Las variables evaluadas fueron: velocidad de respiración y producción de etileno por cromatografía de gases de acuerdo al método descrito por Watada y Massie (1981), se utilizó un cromatógrafo modelo Varian Star 3400 equipado con detectores de ionización de flama (FID) y conductividad térmica (TDC), una columna (Supelco) metálica de 2 m de largo y 1/8” de diámetro interno, empacada con Hayesep N 80/100. Las condiciones del equipo fueron: temperaturas de inyección y columna a 100 y 80 ºC respectivamente, los detectores a 120ºC para el FID y 170ºC para el TCD. Se utilizó nitrógeno como gas acarreador a un flujo de 25 ml/min. Estas determinaciones se realizaron diariamente, utilizando 2 frutos por tratamiento; la pérdida de peso se calculó en base al porcentaje de peso perdido. Se marcaron cinco frutos por tratamiento y se pesaron periódicamente desde el inicio del experimento en una balanza digital OHAUS Voyager (2100g x 0.01g), la firmeza de la pulpa se midió como la fuerza necesaria para penetrar la pulpa usando un penetrómetro digital (Chatillon Force, Modelo NC 27409), equipado con un punzón cónico de 10mm de diámetro. Se registraron los datos de los lados opuestos de los frutos, retirando previamente la cáscara. Se utilizaron 2 frutos para esta determinación. Los resultados se expresaron en Newtons (N) (Bourne, 1980). Estas mediciones se realizaron a los 0, 3, 6 y 9 días en los frutos almacenados a 20ºC, así como a la salida de 2ºC, y a los 3 y 6 días de exposición a las condiciones de mercadeo.
Los datos de pérdida de peso y firmeza se analizaron estadísticamente, mientras que para los datos de producción de etileno y respiración, se utilizó una estadística descriptiva (media y desviación estándar) para cada día de muestreo. Se utilizó un ANOVA y prueba de comparación de medias por el método de Tukey (p<0.05).
RESULTADOS Y DISCUSION
Respiración y producción de etileno
Los frutos de melón cv. ‘Primo’ presentaron un comportamiento climatérico. En melones almacenados a 20 ºC se observó una velocidad máxima de 72.97 mL CO2 /Kg-h a los dos días (Figura 1), mientras que la producción de etileno fue de 65.90 uL/Kg-h, presentando su pico máximo al segundo día (Figura 3). Cabe mencionar que estos valores de respiración son mayores a los reportados por Suslow et al. (2000) quienes reportaron valores de 23-33 mL CO2 /Kg-h. Pero menores a los reportados por Han et al. (2015) bajo las mismas condiciones de almacenamiento pero diferentes cultivares. Mientras que los valores observados en etileno están dentro de los intervalos publicados (40-80 uL/Kg-h a 20ºC). Con respecto a diferencias entre tratamientos, se observó que el uso de cera presentó un mayor control del metabolismo del fruto. Con respecto a los frutos almacenados a 2ºC por 20 días y transferidos a 20ºC, se presentó un pico máximo en la velocidad de respiración en el primer día con un valor máximo de 61.13 mL CO2 /Kg-h (Figura 2), mientras que en la producción de etileno su valor máximo fue de 15.45 uL/Kg-h (Figura 4), presentándose el mismo día.
Figura 1.
Comportamiento de la tasa de respiración en melones almacenados a 20°C.
Figura 2.
Comportamiento de la tasa de respiración en melones almacenados a 2°C por 20 días y transferidos a 20°C.
Con respecto a las diferencias entre tratamientos se encontraron diferencias significativas (p<0.05), observándose que, al igual que los frutos almacenados a 20ºC, el tratamiento con cera mantuvo mayor control de su metabolismo. Con respecto a los tratamientos con 1-MCP no se tuvieron resultados similares a los publicados por Perzelan et al. (2014). Donde indican que 1- MCP aplicado antes que la cera, a 20°C durante 24 h fue eficaz en la inhibición de la maduración y la preservación de la calidad y atributos sensoriales del fruto en general.
Figura 3.
Comportamiento de la producción de etileno en melones almacenados a 20°C.
Figura 4.
Comportamiento de la producción de etileno en melones almacenados a 2°C durante 20 días y transferidos a 20°C.
Pérdida de peso
El ablandamiento de la fruta es un factor importante que determina la calidad de la fruta y su vida postcosecha (Pech et al., 2008). La pérdida de peso de los melones expuestos a las dos condiciones de temperatura, se incrementó conforme avanzó el periodo de almacenamiento, siendo mayor en los frutos almacenados directamente a 20ºC (Figura 5), dónde los valores fluctuaron entre 36 y 20%. Con respecto a diferencias entre tratamientos, encontramos diferencias significativas (p<0.05) en los tratamientos con cera, 1-MCP y la combinación de cera aplicados a una temperatura de 20ºC, presentando una menor pérdida de peso. Lo cual se puede deber, en el caso del uso de cera, a la reducción del área abierta de la red por los sólidos de la emulsión, con lo cual se limitó el transporte de vapor de agua desde el interior (Mendoza et al., 2001). En el caso de la aplicación de 1-MCP cuando la fruta esta fría, el aumento de la pérdida de peso del fruto, pudo ser provocado por el estrés ocasionado por el enfriamiento de la misma. Con respecto a los frutos almacenados a 2ºC por 20 días y transferidos a 20ºC (Figura 6), se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05), siendo el tratamiento con cera el que presentó menor pérdida de peso (de 15 a 12%). El 1-MCP no presentó una diferencia significativa con respecto al control y la cera comestible, en contraparte a lo publicado por Shi et al. (2014). En este trabajo se reportan valores de pérdida de peso superiores a los reportados en la literatura (Li Y. et al., 2011; Perzelan et al., 2014; Shi et al., 2014).
Figura 5.
Comportamiento de la pérdida de peso en melones almacenados a 20°C.
Figura 6.
Comportamiento de la pérdida de peso en melones almacenados a 2°C por 20 días y transferidos a 20°C.
Firmeza
El ablandamiento de la fruta es un factor importante que determina la calidad y la vida postcosecha del fruto. En el melón (Cucumis melo L.), una fruta climatérica típica, algunos cultivares muestran una pérdida extremadamente rápida de la firmeza de la pulpa durante la maduración, lo que limita su transporte, almacenamiento y conservación (Nishiyama et al., 2007). Así, como un proceso normal de maduración, la firmeza de la fruta disminuyó independientemente del tratamiento y temperatura aplicado. En los melones almacenados a 20ºC, se observaron diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05). Los valores fluctuaron entre 20 y 8 N mostrando un descenso significativo desde el día 6 (Figura 7). Zhao et al. (2011) y Terao et al. (2009) reportaron valores similares después de los 6 días de almacenamiento a 13°C y 29°C, respectivamente. El tratamiento con mcp+cera mantuvo mayor firmeza con respecto al control y los demás tratamientos; sin embargo, en los frutos almacenados a 2ºC durante 20 días y transferidos a 20ºC (Figura 8) no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05), aunque a simple vista se observa que el tratamiento con mcpviaenf obtuvo mayor firmeza que los demás tratamientos. La fluctuación de la firmeza de la pulpa osciló entre los 15 y 10 N.
Figura 7.
Comportamiento de la firmeza en melones almacenados a 20°C.
Figura 8.
Comportamiento de la firmeza en melones almacenados a 2°C por 20 días y transferidos a 20°C.
CONCLUSIONES
Los resultados demuestran que los melones tratados con 1-MCP presentaron mayor firmeza y menor pérdida de peso; sin embargo, la aplicación de cera a la fruta derivó en un mayor control del metabolismo en el fruto (respiración y producción de etileno). Mientras que la combinación de 1-MCP + cera determinó un comportamiento estable en la conservación de los frutos tratados.
BIBLIOGRAFÍA
Aharoni, Y., Copel, A., Davidson, H., Barkai- Oolan, R. 1992. Fungicide application in water and in wax for decay control in 'Galia' melons. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 20: 177-179.
Azam, M.M., Eissa, A.H. y Hassan, A.H. 2015. Monitoring of change in cantaloupe fruit quality under pre-cooling and storage treatments. J Food Process Technol, 6: 527. doi:10.4172/2157-7110.1000527
Alleyne, V., Hagenmaier, R., 2000. Candelilla- shellac: an alternative formulation for coating apples. HortScience 35: 691-693.
Báez Sañudo, R., Saucedo Veloz, C., Pérez Rivero, B., Bringas Taddei, E., Mendoza Wilson, A.M. 2002. Efecto de la aplicación de cera comestible y agua caliente en la conservación de melón reticulado. Revista Fitotecnia Mexicana, 25(4): 375-379.
Bourne, M. 1980. Texture Evaluation of Hort Crops. HortScience 15(1):7-13.
Debeaufort, F., Quezada-Gallo, J.A., Voilley, A., 1998. Edible films and coating: tomorrow’s packagings: a review. Crit. Rev. Food Sci. 38: 299-313.
Fallik, E., Shalom, Y., Alkalai-Tuvia, S., Larkov, O., Brandeis, E., Ravid, U. 2005. External, internal and sensory traits in Galia-type melon treated with different waxes. Postharvest Biol. and Tech. 36: 69-75.
Fanh, A. 1982. Plant Anatomy. Third edition. Pergamon press. U. S. A. Pp. 358-372.
Fernández-Trujillo, J.P., Obando, J., Martínez, J.A., Alarcón, A.L., Eduardo, I., Arús, P., 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. Hort. Sci. 132: 739-748.
Ferreira, M.D.; Brecht, J.K.; Sargent, A.S. and Aracena, J.J. 1994. Physiological responses of strawberry to film wrapping and precooling methods. Proc Fla Stat Hort Soc. 107:265-269.
Hagenmaier, R.D., Baker, R.A., 1995. Layers coatings to control weight loss and preserve gloss of citrus fruit. HortScience 30: 296–298.
Han, C., Zuo, J., Wang, Q., Xu, L., Wang, Z., Dong, H., Gao, L. 2015. Effects of 1-MCP on postharvest physiology and quality of bittermelon (Momordica charantia L.). Scientia Horticulturae 182: 86-91.
Karel, M. y Lund, D. B. 2003. Physical principles of food preservation. Marcel Dekker, Inc. Second edition, New York, USA. 237-273.
Li, X.W., Jin, P., Wang, J., Zhu, X., Yang, H.Y., Zheng, Y.H. 2011. 1-Methylcyclopropene delays postharvest ripening and reduces decay in Hami melón. Journal of Food Quality 34: 119-125.
Li, Y., Qi, H.Y., Liu, Y.F., Guan, X.C., Liu, Y.F. 2011. Effects of ethephon and 1- methylcyclopropene on fruit ripening and the biosynthesis of volatiles in oriental sweet melon (Cucumis melo var. makuwa Makino). Journal of Horticultural Science & Biotechnology 86(5): 517-526.
Lopez, K., Phalen, K., Vahl, C.I., Roberts, K.R., Getty, K.J.K. 2016. Investigation of handling practices for fresh produce and the efficacy of commercially available produce washes on removal of pathogens and natural microflora on whole cantaloupe surfaces. Food Cont. 68:251.
Lurie, S. 2007. 1-MCP in post-harvest: physiological mechanisms of action and application. Fresh Produce 1(1): 4-15.
Mendoza, A.M.; Bringas, E.; González, G.; Ojeda, A.J.; Saucedo, C. y Báez, R. 2001. Aplicación de mezclas cerosas en melón cantaloupe y sus efectos en la fisiología del fruto. Rev. Iber. Tecnología Postcosecha. Vol 4(1): 83-89.
Nishiyama, K., Guis, M., Rose, J.K.C., Kubo, Y., Bennett, K.A., Wangjin, L., Kato, K. Ushijima, K., Nakano, R., Inaba, A., Bouzayen, M., Latche, A., Pech, J.C., Bennett, AB. 2007. Ethylene regulation of fruit softening and cell wall disassembly in Charentais melón. Journal of Experimental Botany, 58(6): 1281-1290.
Pech, J.C., Bouzayen, M., Latché, A. 2008. Climacteric fruit ripening: Ethylene- dependent and independent regulation of ripening pathways in melon fruit. Plant Science 175: 11-120.
Perzelan, Y., Alkalai-Tuvia, S., Weinberg, T., Fallik, E. 2014. 1-MCP and melon after harvest: optimal application and the influence on different cultivars. Agriculture & Forestry, 60(1): 5-14.
Pineda, C. 2016. México segundo exportador mundial de melón. En: http://agromarketing.mx/agricultura/cultivos/mexico-segundo-exportador-mundial-de-melon/ (Consultado. 13/02/ 2016).
Shi, Y., Wang, B.L., Shui, D.J., Cao, L.L., Wang, C., Yang, T., Wang, X.Y., Ye, H.X. 2014. Effect of 1-methylcyclopropene on shelf life, visual quality and nutritional quality of netted melon. Food Science and Technology International 21(3): 175-187.
Suslow, T.V., Cantwell, M. y Mitchell, J. 2000. Melón Cantaloupe (Chino o de Red): Recomendaciones para mantener la calidad postcosecha. UCDavis Post. Tech.: Maintaining Produce Quality and Safety. http://postharvest.ucdavis.edu/frutasymelones/Mel%C3%B3n_Cantaloupe/
Terao, D., Alves de Oliveira, S.M., Pinto Viana, F.M., Lima Sá, C.R., Damasceno Moura, R., Gondim, D.M.F. 2009. Manejo da podridão de melão pelo controle do amadurecimento através do 1-mcp, sob duas condições de armazenamento. Summa Phytopathologica, 35(2): 110-115.
Watada A. y Massie D. 1981. A. Compact automatic system for measuring CO2 and C2H4 evolution by harvest horticultural crops. HortScience 16: 39-41.
Zhao, X., Guo, Y., Huber, D.J., Lee, L. 2011. Grafting effects on postharvest ripening and quality of 1-methylcyclopropene- treated muskmelon fruit. Scientia Horticulturae 130: 581-587.
