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CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DEL MEMBRILLO JAPONÉS
(Chaenomeles sp. Lindl.)
DESARROLLO FISIOLÓGICO Y CONSERVACIÓN FRIGORÍFICA

PARTE I

1. Introducción y antecedentes.
      1.1. Frutas y zumos.
            1.1.1. Importancia del consumo de frutas y zumos como fuente de salud.
            1.1.2. Caracterización de frutas y zumos.
                  1.1.2.1. Importancia y necesidad de la caracterización.
                  1.1.2.2. Componentes característicos principales.
                  1.1.2.3. Evolución de los componentes característicos de frutas y zumos durante la maduración.
            1.1.3. Conservación de frutas.
                  1.1.3.1. La necesidad de almacenar.
                  1.1.3.2. Causas de la descomposición de los alimentos.
                  1.1.3.3. Influencia de varios factores durante el crecimiento en el árbol sobre la conservación de los frutos.
                  1.1.3.4. Efecto de la temperatura, humedad relativa y tiempo de almacenamiento sobre la composición.
            1.1.4. Valoración de la calidad de frutas y zumos de frutas.
                  1.1.4.1. Calidad de las frutas.
                  1.1.4.2. Índices de madurez en frutas. Indicadores de calidad.
      1.2. El género Chaenomeles.
            1.2.1. Descripción botánica y taxonómica.
            1.2.2. Distribución y ecología.
            1.2.3. Aspectos agrobiológicos.
            1.2.4. Características del fruto.
            1.2.5. Producción: Antecedentes y actualidad.
            1.2.6. Aprovechamiento del fruto.
2. Objetivos.
3. Material y métodos.
      3.1. Material vegetal.
      3.2. Planificación del trabajo experimental.
            3.2.1. Estudio 1: Caracterización del fruto durante su desarrollo fisiológico.
            3.2.2. Estudio 2: Caracterización del fruto maduro.
            3.2.3. Estudio 3: Evolución durante la conservación frigorífica a 5ºC.
            3.2.4. Estudio 4: Evolución durante la conservación frigorífica a 1ºC.
      3.3. Preparación de las muestras.
      3.4. Métodos analíticos.
            3.4.1. Técnicas analíticas de caracterización física del fruto.
                  3.4.1.1. Determinación del color.
                  3.4.1.2. Determinación del peso medio.
                  3.4.1.3. Determinación de porcentaje de pulpa, zumo, sólidos insolubles y semillas.
            3.4.2. Técnicas analíticas de caracterización físico-química del zumo.
                  3.4.2.1. Determinación del pH.
                  3.4.2.2. Determinación de la densidad.
                  3.4.2.3. Determinación de la viscosidad.
                  3.4.2.4. Determinación del contenido en vitamina C.
                  3.4.2.5. Determinación de la acidez valorable.
                  3.4.2.6. Determinación de los sólidos solubles.
                  3.4.2.7. Determinación de compuestos fenólicos.
                  3.4.2.8. Determinación de la turbidez.
                  3.4.2.9. Determinación de los azúcares.
                  3.4.2.10. Determinación de los ácidos orgánicos.
                  3.4.2.11. Determinación de los aniones y cationes.
            3.4.3. Técnicas analíticas para caracterización de las semillas.
                  3.4.3.1. Determinación de la humedad.
                  3.4.3.2. Determinación del porcentaje de aceite.
                  3.4.3.3. Determinación de los ácidos grasos del aceite.
      3.5. Análisis estadístico.
4. Resultados y discusión.
      4.1. Evolución de los parámetros físico-químicos del fruto durante su desarrollo fisiológico (Estudio 1).
            4.1.1. Evolución de las características del fruto.
                  4.1.1.1. Peso unitario.
                  4.1.1.2. Fracciones del fruto.
            4.1.2. Modificaciones físico-químicas del zumo.
                  4.1.2.1. PH, sólidos solubles, sólidos insolubles.
                  4.1.2.2. Turbidez, densidad, viscosidad.
                  4.1.2.3. Vitamina C, acidez valorable, compuestos fenólicos.
            4.1.3. Análisis de las semillas.
      4.2. Caracterización físico-química del Chaenomeles en estado de madurez técnica (Estudio 2).
            4.2.1. Características físicas del fruto.
                  4.2.1.1. Peso unitario y fracciones del fruto.
                  4.2.1.2. Color.
            4.2.2. Características físico-químicas del zumo.
                  4.2.2.1. PH, sólidos solubles, sólidos insolubles, densidad, viscosidad, turbidez.
                  4.2.2.2. Vitamina C, acidez valorable, compuestos fenólicos.
                  4.2.2.3. Ácidos orgánicos.
                  4.2.2.4. Azúcares libres.
                  4.2.2.5. Aniones y cationes.
            4.2.3. Características de las semillas.
      4.3. Conservación frigorífica de los frutos de Chaenomeles (Estudios 3 y 4).
            4.3.1. Conservación frigorífica a 5ºC (Estudio 3).
                  4.3.1.1. Evolución de las características del fruto.
                  4.3.1.2. Modificaciones físico-químicas del zumo durante el almacenamiento.
                  4.3.1.3. Análisis de las semillas.
            4.3.2. Conservación frigorífica a 1ºC (Estudio 4).
                  4.3.2.1. Evolución de las características del fruto.
                  4.3.2.2. Modificaciones físico-químicos del zumo.
                  4.3.2.3. Análisis de las semillas.
5. Conclusiones.
6. Anexos.
7. Bibliografía.
8. Resumen.
9. Summary.


 
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1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES.

Uno de los temas actuales en el marco de la Política Agraria Europea es el desarrollo de nuevos productos económicamente viables y que respeten el medio ambiente. En este contexto se desarrolla un proyecto financiado por la Unión Europea (FAIR-CT97-3894) con el que, gracias a la colaboración de distintos centros de investigación, universidades e industrias agroalimentarias de siete países europeos, se persigue el objetivo de estudiar con profundidad y desarrollar el Chaenomeles como un nuevo producto.

Hay una gran cantidad de especies vegetales que apenas eran cultivadas en la antigüedad, y actualmente están siendo investigadas para su posible cultivo y desarrollo como cosecha en el Norte de Europa. Entre estas encontramos dentro de la familia de las Rosaceae, el género Chaenomeles que presenta una especial atención debido al alto rendimiento en frutos, los cuales a su vez son ricos en zumo, aromas y fibra dietética.

Ofrece también como característica interesante la posibilidad de ser cultivado con métodos orgánicos de producción, que últimamente están siendo incentivados por los países nórdicos de Europa (Rumpunen y Göranson, 2003).

El Chaenomeles japonica, es un arbusto caducifolio originario del Este de Asia que presenta un elevado interés como nueva y potencial cosecha, adaptada al clima del Norte de Europa y que ya ha sido introducida como cultivo minoritario, a nivel doméstico, en Letonia y Lituania (Tiits, 1989; Tics, 1992; Rumpunen, 2002).Además de la especie japonica, dentro del genero Chaenomeles se encuentran al menos otras tres, C. cathayensis, C. speciosa y C. thibetica (Weber, 1964); pero estas últimas están menos adaptadas al clima del Norte Europeo.

Los frutos de color amarillo del Chaenomeles, son muy aromáticos, y con un alto contenido en zumo y en fibra (Lesinska et al., 1988; Thomas et al., 2000, 2002); presentan una textura muy firme y aunque son muy ácidos para ser consumidos en fresco (Rumpunen, 2002), sí se pueden consumir una vez procesados (Rumpunen y Göranson, 2003).

La propagación de plantas, especialmente en el caso de las leñosas, es caro y largo en el tiempo, por lo que es interesante, antes de empezar a hacerlo, estimar el potencial de esta nueva cosecha, comprobar previamente que será eficiente y producirá beneficios. Para esto es necesario un estudio profundo de la especie, de su respuesta a una serie de factores como son la climatología y edafología, obtener datos de rendimientos, composición, etc. Es también de elevada importancia el contar con un estudio previo de la proyección comercial de este nuevo producto a nivel industrial, que justifique la inversión. Esto muestra una relevancia particular ya que de otra forma no sería posible que una nueva cosecha se introdujera con éxito en el mercado si productores, consumidores e industriales no fueran conscientes del potencial del mismo (Hellín et al., 2003a). Todo esto forma parte del trabajo de colaboración materializado en el proyecto europeo antes citado; y una parte del mismo -la caracterización físicoquímica y bioquímica completa del fruto y el estudio de su comportamiento durante el almacenamiento- es lo que aborda esta memoria de Tesis.

A continuación se hace una descripción general acerca de los frutos y zumos en las que se incluyen aspectos muy generales como, sus características beneficiosas para la salud, los compuestos químicos característicos, la determinación de su calidad, etc.; para más tarde detenernos con más profundidad en los conocimientos previos de lo que al género Chaenomeles en concreto se refiere.

1.1. Frutas y zumos.

El Código Alimentario Español (1991) define las frutas como: “Frutos, infrutescencias o partes carnosas de órganos florales que han alcanzado un grado adecuado de madurez y son propias para el consumo humano”.

Las frutas han sido utilizadas desde el principio, entre los producto alimenticios que el hombre consume para obtener la energía y los nutrientes necesarios para subsistir. El ser humano fue adquiriendo y asentando poco a poco determinadas costumbres o hábitos alimentarios. Estas costumbres dependen de la disponibilidad de productos alimenticios al alcance de la mano y de normas culturales, entre otros factores. En los citados hábitos alimentarios se incluye, no sólo la elección del producto, sino también la forma de prepararlo, el método de conservación e incluso el modo de transformarlo en muy diversos elaborados.

El hombre, al seleccionar los alimentos, además de por los nutrientes que aportan, está influido por los atractivos colores y sabores que presentan.

Actualmente, junto a otros grupos de alimentos, las frutas constituyen parte fundamental de nuestra alimentación. Su riqueza en vitaminas, elementos minerales, fibra, etc., hacen que su consumo sea imprescindible para conseguir una alimentación sana y equilibrada, con unos beneficios sobre la salud que cada día resultan más evidentes. En nuestra dieta, además de ser fuente de vitaminas y minerales, son una excelente fuente de otros compuestos -fitoquímicos-, con potencial importancia biológica en el hombre, y que pueden ser aportados mediante el consumo de estos alimentos tanto en fresco, como tras sufrir procesos culinarios, tanto caseros como industriales. Dependiendo de las condiciones, pueden incluso facilitar o provocar una mejor absorción de estos componentes imprescindibles para nuestro organismo.

Se consumen una gran diversidad de especies vegetales con una composición bastante diferente entre ellas. Somogyi et al. (1996), clasifican las frutas según su origen, agrupándolas en: fruta de zona templada (en pomo, como la manzana; en drupa, como el albaricoque, o pequeños frutos, como los arándanos); fruta de zona subtropical (cítricos, como naranja o limón y no cítricos, como chirimoya o aguacate) y fruta de zona tropical (mayores, plátano o mango y menores, guayaba o carambola).
En la Tabla I.1.1. quedan agrupadas, en función del tipo de fruto, algunas de las especies más conocidas y consumidas en España (Torija y Cámara, 1999).

1.1.1. Importancia del consumo de frutas y zumos como fuente de salud.

El papel de la nutrición en relación con la salud a lo largo de este último siglo, ha pasado por distintas etapas, desde la prevención de las llamadas enfermedades carenciales y el establecimiento de recomendaciones dietéticas, hasta más recientemente, su potencial papel en la consecución de una salud “óptima”.

Hoy en día, mientras que para tres cuartas partes de la población mundial, la nutrición sigue en su primera etapa -es decir, la prevención de enfermedades carenciales por déficit de ingesta (ej. desnutrición proteico-calórica, carencias de vitamina A, hierro, yodo, etc.)-, en los países desarrollados la nutrición y, consecuentemente la dieta, se empieza a considerar como un medio eficaz, barato y sostenible para prevenir enfermedades crónicas y envejecer de modo “saludable”.

Uno de los objetivos clave de la investigación en nutrición se centra en establecer relaciones evidentes entre los componentes de la dieta y las enfermedades crónicas, considerando que determinados nutrientes podrían proporcionar resultados beneficiosos para la salud (Brown, 1990; WHO, 1990; Coultate y Davies, 1997; Cámara, 2002).

Tabla I.1.1. Frutas de consumo común en España.

Tipo de fruto
Nombre vulgar
Especie botánica

Pomo

   
 

Manzana

Pomo Malus sylvestris L.

 

Pera

Pyrus comunis L.

 

Membrillo

Cydonia oblonga L.

Drupa

   
 

Albaricoque

Prunus armeniaca L.

 

Melocotón

Prunus persica L.

 

Ciruela

Prunus domestica L.

 

Cereza

Prunus avium L.

 

Aguacate

Persea americana L.

 

Mango

Magnifera indica L.

Baya

   
 

Uva

Vitis vinífera L.

 

Arándano azul

Vaccinium myrtillus L.

 

Grosella roja

Ribes rubrum L.

 

Plátano

Musa ssp L.

 

Kiwi

Actinidia chinensis L.

 

Melón

Cucumis melo L.

 

Sandía

Citrullus lanatus L.

 

Papaya

Carica papaya L.

Hesperidio

   
 

Naranja

Hesperidio Citrus sinensis L.

 

Mandarina

Citrus reticulata L.

 

Limón

Citrus limon L.

 

Pomelo

Citrus maxima L.

 

Todavía no se conocen todos los mecanismos bioquímicos por los cuales los componentes de un alimento afectan a las funciones fisiológicas del individuo. Aún se trabaja mucho sobre observaciones e hipótesis, y se necesita disponer de datos evidentes que se obtengan a través de ensayos clínicos con protocolos adecuados para cada caso (Childs, 1997; Lampe, 1999). Pero lo que sí está ya comprobado, es el efecto beneficioso que tienen sobre la salud humana, un elevado consumo de frutas y hortalizas.

Al igual que las frutas, sus derivados -en forma de zumos principalmente- se han convertido actualmente en un componente imprescindible en cualquier dieta sana y equilibrada y aunque éstos en un principio se desarrollaron como consecuencia del exceso de producción de frutas, actualmente, la práctica totalidad de zumos se elabora a partir de frutas cultivadas para este fin.

Es comúnmente aceptado que las frutas y por ende los zumos, contienen cantidades de vitaminas y provitaminas antioxidantes, fenoles y polifenoles antioxidantes (ácido ascórbico, tocoferoles, carotenoides, flavonoides...) que son beneficiosas para la salud.

El aumento de consumo de frutas se ha asociado con una disminución del riesgo de enfermedades degenerativas como cáncer, cataratas, disfunciones del cerebro... (Ames et al., 1993). Así, por ejemplo, a través de infinidad de estudios epidemiológicos se ha observado una menor incidencia de diversas enfermedades en los grupos de personas que consumían elevadas cantidades de frutas y verduras. En cambio, por otra parte, se han realizado estudios de intervención en humanos a través de suplementos, es decir, a través de un aporte extra a la dieta de compuestos aislados (ej. β-caroteno en cápsulas), y de éstos se han obtenido tanto resultados beneficiosos, como perjudiciales o indiferentes según el tipo de estudio.

Debido a lo anterior, las últimas recomendaciones en EEUU sobre ingestas de nutrientes hacen hincapié en el consumo de estos alimentos como fuente de los nutrientes necesarios, y en concreto respecto a nutrientes antioxidantes insisten en la importancia de aumentar su ingesta mediante el consumo de diferentes vegetales.

Según Lampe (1999), los efectos potencialmente beneficiosos del consumo de frutas y hortalizas, demostrados hasta el momento son:

• Actividad antioxidante.
• Modulación de enzimas detoxificantes.
• Estimulación del sistema inmune.
• Disminución de la agregación plaquetaria.
• Alteración del metabolismo del colesterol.
• Modulación de la concentración de hormonas esteroideas y del metabolismo hormonal.
• Disminución de la presión sanguínea.
• Actividad antiviral y antibacteriana.

A continuación se detallan las principales enfermedades, que debido a los efectos positivos y beneficiosos del consumo de zumos y frutas, pueden prevenirse con una dieta adecuada en la que se incluya la cantidad necesaria de estos productos:

Alteraciones cardiovasculares.- Según la Fundación Británica del Corazón se producen 276.000 muertes por enfermedad cardiovascular al año, de las cuales se estima que un 30% podrían haberse previsto mediante una dieta adecuada, ya que una reducción en la ingesta de alimentos animales en beneficio de los vegetales se traduce en una reducción en la incidencia de los fallos coronarios y una regresión de la aterosclerosis (Cotte, 1999; Tirilly y Bourgeois, 2002).La agregación plaquetaria interviene en distintos procesos fisiológicos (Lampe, 1999):

• Coagulación normal de la sangre.
• Trombosis.
• Aterosclerosis.
• Formación de tumores y metástasis.

El metabolismo del colesterol parece poder ser regulado con la presencia de fibra y pectinas en la dieta (manzanas, ciruelas,...). El control de la presión sanguínea también es importante para la prevención de alteraciones cardiacas, hepáticas e infartos.

Para ello es necesario mantener un peso corporal adecuado y aumentar la ingesta en la dieta de Ca, P y Mg. Las frutas y hortalizas proporcionan fibra y minerales beneficiosos para el control de estos procesos.

Los compuestos antioxidantes previenen los efectos negativos de los radicales libres sobre tejidos y grasas, disminuyendo el riesgo de alteraciones cardiacas al evitar la oxidación y citotoxicidad de las LDL in vitro, disminuyendo la aterogenicidad (Seelert, 1992; Bello, 1997). Las vitaminas C, E y el β-caroteno, que previenen la oxidación de la fracción LDL del colesterol, reducen el riesgo de alteraciones coronarias, además de poseer propiedades anticancerígenas. La medida de protección principal consiste en el aumento de la ingestión de frutas y verduras, así como de alimentos que contengan nutrientes antioxidantes para proteger de la oxidación al LDL mencionado, y evitar así su modificación oxidativa y la formación aterogénica (Seelert, 1992).

Así pues por poner un ejemplo, se está estudiando el establecimiento de la recomendación de la ingesta de zumo de uva y otros productos vegetales, como factor preventivo de las alteraciones cardiovasculares (Lampe, 1999).En la actualidad está bastante reconocido el efecto de las sustancias pécticas en la reducción del nivel de colesterol en sangre, siendo especialmente efectiva la pectina
de los frutos cítricos (Vélez-Rodríguez, 2000a).

Cáncer.- Un informe de la Fundación Mundial para la Investigación del Cáncer y el Instituto Americano para la Investigación del Cáncer (AICR) concluyeron en 1997 que se producen 130.000 muertes de cáncer al año, de las cuales se estima que un 30- 40% podrían haberse previsto mediante una dieta adecuada (Cotte, 1999), ya que las dietas que contuvieran cantidades sustanciales y variadas de frutas y verduras podrían prevenir el 20 por ciento, o más, de todos los casos del cáncer.

La evidencia más fuerte está relacionada con el cáncer de estómago y pulmón. En otros casos se ofrecen resultados convincentes como el cáncer de boca, faringe, esófago, colon y recto.




 

Se han publicado numerosos estudios sobre este tema y la mayoría de ellos concluyen que una ingesta elevada de frutas y hortalizas es un factor preventivo contra diversos tipos de cáncer, y que este efecto favorable no se explica directamente por la disminución de la ingesta de carnes, sino por el efecto favorable de diversos componentes de los vegetales, junto a una menor ingesta de grasas saturadas y ciertos hábitos de vida saludables (Block et al., 1992).

El daño oxidativo del ADN está considerado como un importante factor causante de diversos tipos de cáncer. Así, las frutas y hortalizas, por su alto contenido en vitamina C, E y β-caroteno además de selenio, pueden ser consideradas como importante agentes quimiopreventivos (Clark et al., 1996; Martínez et al., 2001; Laso et al., 2002).

Por otra parte, las investigaciones más recientes concluyen que los suplementos dietéticos no tienen los mismos efectos positivos que quizás contienen el consumo de frutas y verduras. Estudios que involucran a pacientes que estaban tomandosuplementos dietéticos en lugar de frutas y verduras, terminan concluyendo que en cortos espacios de tiempo hay una tasa de mortalidad mayor entre las personas que tomaban solo suplementos.

Estos resultados epidemiológicos positivos han supuesto que, en EEUU, el Instituto Nacional del Cáncer (1991) comenzara un programa de información recomendando el consumo de cinco raciones de frutas y verduras al día, como forma de prevención del cáncer.

Sistema inmune.- El sistema inmune tiene como función principal la protección frente a factores externos y células malignas, promotores de alteraciones o diversas enfermedades en el hombre (Lampe, 1999).

El estudio de las relaciones entre la alimentación y la alteración del sistema inmune es un tema de gran actualidad. La dieta ejerce influencia en la calidad y en la potencia inmunológica, actuando sobre el componente linfoide y sobre la función de la célula inmunitaria, o sobre los factores relacionados con ellos. Se sabe que las vitaminas en general- más específicamente las del complejo B y vitamina C- ejercen unas acciones muy positivas en las respuestas inmunes, pues son esenciales en muchos aspectos del metabolismo celular. Por lo que se reconoce que una nutrición correcta posee un efecto
positivo en el sistema inmune, además de en otros sistemas y órganos.

Así, los compuestos presentes en frutas y hortalizas frescas, como son la vitamina C, el β-caroteno y el α-tocoferol hacen más eficaz el funcionamiento del sistema inmunitario responsable de neutralizar a los distintos agentes externos perjudiciales (Lampe, 1999).

Prevención de la obesidad.- Frecuentemente, la Organización Mundial de la Salud se ha manifestado preocupada porque el índice de masa corporal media en la población del mundo avanzado - especialmente en el occidental-, aumentaba cada año.La sociedad del pasado, de un modo equivocado, consideraba que el exceso de peso constituía una característica típica de la buena salud y del bienestar. Actualmente, se considera que la obesidad es un factor de riesgo para determinadas enfermedades metabólicas, enfermedades cardiovasculares, complicaciones del aparato locomotor...
La experiencia demuestra que la obesidad tiene difícil tratamiento. Por ello, es conveniente que se conceda más importancia a su prevención mediante una nutrición adecuada, que se encuadre dentro de los buenos hábitos alimentarios y de vida, incluyendo la práctica regular de ejercicio físico desde las primeras edades del individuo y el aumento del consumo de productos vegetales, por su bajo aporte calórico.

Deterioro por la edad.- Numerosas observaciones parecen probar que existe relación entre la alimentación adecuada desde la niñez y el ritmo de retraso de la aparición de los deterioros funcionales más importantes que se pueden encontrar durante el envejecimiento del individuo.

El envejecimiento por la edad corresponde a la resultante del conjunto de errores genéticos repetitivos, en la replicación del ADN celular en el transcurso de la vida del ser. Warner et al. (1990), comentan que cualquier intervención que reduzca los procesos degenerativos retrasará los fenómenos de envejecimiento. Entre ellas se encuentran la reducción de la ingesta calórica y la prevención y/o reparación del daño oxidativo, por la ingesta de antioxidantes. Ya que el daño oxidativo es considerado como el factor de envejecimiento más importante, se admite que los nutrientes antioxidantes intervienen de una forma importante en la prevención del mencionado deterioro.

Diverticulosis.- Las dietas altas en fibra insoluble pueden ofrecer la mejor protección contra esta enfermedad. Las frutas y verduras son altas en celulosa - un tipo de fibra insoluble- pero también en fibras dietéticas de alto valor biológico.

Apoplejía.- Cinco estudios dirigidos en este sentido han concluido, que un alto consumo de frutas y verduras puede reducir el riesgo de la apoplejía en hasta un veinticinco por ciento.

Hipertensión.- Un estudio realizado en 1997, en el que participaron 459 hombres y mujeres descubrió que un alto consumo de frutas y verduras podría bajar la tensión arterial en individuos con la tensión alta o normal. La dieta en el experimento incluía de 8 a 10 porciones de una combinación de frutas y verduras junto con productos lácteos bajos en grasa.

Defectos congénitos.- El ácido fólico ayuda a prevenir los defectos congénitos como la espina bífida. Las frutas, como las naranjas, son una buena fuente del ácido fólico. Aunque ningún estudio específico ha analizado el consumo de frutas y verduras y defectos del tubo neural, los científicos estiman que la mitad de todos los defectos del tubo neural se podrían prevenir si las mujeres estuvieran consumiendo la cantidad suficiente de ácido fólico.

Cataratas.- El atraso en el desarrollo de las cataratas es otro efecto benéfico de las frutas y verduras como se ha indicado en algunos informes epidemiológicos. Una reducción en cinco partes en el riesgo de cataratas fue encontrado en personas que consumieron un mínimo de una y media porciones de frutas y verduras diariamente. Fue comprobado que las frutas y verduras ricas en carotenos que contenían zeaxantina y luteína fueron las más benéficas, porque no todos los carotenos ofrecen el mismo nivel de protección. Los suplementos de β-caroteno no redujeron el riesgo de las cataratas.

Diabetes.- Las dietas que son altas en fibra pueden ayudar en el manejo de la diabetes. La fibra soluble atrasa la absorción de glucosa del intestino delgado y así puede prevenir el aumento súbito en los niveles de glucosa sanguínea que sigue después de una comida o bocadillo. Sin embargo, el efecto a largo plazo puede resultar insignificante debido a los otros factores que afectan la glucosa sanguínea.
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (asma y bronquitis).- En un estudio de investigación, niños asmáticos en el Reino Unido que consumieron frutas más de una vez al día tuvieron mejor función pulmonar. El consumo mayor de frutas y verduras incrementó la función de ventilación de los pulmones.

La mayoría de los compuestos fitoquímicos tienen acción complementaria, por lo que la obtención del efecto beneficioso para la salud dependerá de la cantidad de la ingesta y de su variedad, de manera que aporte el mayor número de compuestos diferentes y activos.

Además de que como se acaba de citar, los zumos de frutas están repletos de vitaminas, minerales, etc., éstos han encajado en el placer de los consumidores, ya que son una fuente de salud muy fácil de preparar y de ingerir.

Actualmente se dispone en el mercado de una amplia oferta de estos productos con infinidad de sabores, propiedades y beneficios para el organismo.

Los zumos constituyen hoy día una fuente interesante de nutrientes, ya que los avances conseguidos en sus procesos de elaboración permiten conservar casi todas las sustancias nutritivas de la fruta fresca en unas proporciones semejantes, a la vez que, mediante diversos métodos de conservación, se alcanza un buen estado higiénicosanitario.El aporte de energía de un vaso de un zumo medio (200 ml) es de unas 100 calorías. Su nutriente más significativo son los hidratos de carbono (10% del producto), que se presentan principalmente en forma de azúcares como sacarosa, glucosa y
fructosa.

Si bien acabamos de considerar la importancia de las frutas como aporte de gran cantidad de vitaminas, minerales y otros compuestos potencialmente beneficiosos para nuestra salud, hay que tener en cuenta que, algunos de estos compuestos no llegan en cantidades óptimas a las células, bien porque no están presentes en cantidades suficientes o porque su biodisponibilidad -cantidad de un nutriente que se absorbe y puede ser utilizado por las células-, sea baja debido a otros factores asociados al alimento como por ejemplo, la acción de estructuras celulares que dificultan su liberación e interacción con otros nutrientes que puede potenciar o inhibir su absorción y/o captación por los tejidos (Granado y Olmedilla, 2003).

Es decir, que aunque continúan realizándose esfuerzos por descubrir nuevos compuestos con propiedades saludables, y en el futuro se elaborarán dietas más sanas, todavía hay preguntas sin respuesta en cuanto a la funcionalidad de ciertos alimentos. Por ejemplo, como se acaba de exponer, se sabe muy poco sobre la acción de varios fitoquímicos en lo concerniente a su biodisponibilidad, en que medida las sustancias acceden al lugar de acción en el organismo y ejercen sus efectos positivos, al metabolismo y a los posibles efectos adversos en función de las dosis.

Estas cuestiones son de gran trascendencia y requieren un estudio detallado. Incluso puede que algunos efectos no se produzcan por la intervención de un solo componente, sino que se deban a la sinergia de varios.

A medida que se dilucide el papel de los fitonutrientes, se podrán corroborar las recomendaciones actuales a favor de un estilo de vida sano, que conceden una especial importancia a una dieta variada, una ingesta de energía equilibrada y el ejercicio a diario.Actualmente, tanto la biotecnología como la industria alimentaria juegan un papel fundamental en la optimización del contenido y biodisponibilidad de nutrientes y compuestos biológicamente activos de los alimentos (por ejemplo con nuevas variedades vegetales), tanto por técnicas convencionales como biotecnológicas, así como también mediante la conservación en condiciones adecuadas para procurar una estabilidad durante el almacenamiento.

La industria agroalimentaria es consciente de la relación dieta-salud y, hoy día, asistimos a la inundación del mercado con alimentos de “diseño”, donde componentes potencialmente activos (nutrientes y no-nutrientes) han sido añadidos, enriquecidos, hidrolizados, inactivados y/o eliminados, todo a la vez o incluso mezclados en distintas proporciones para hacer algo, no necesariamente un alimento “nuevo”. Sin embargo, no es nuevo, el cruce y selección de variedades de frutas para conseguir características nutritivas, estéticas y organolépticas determinadas; y la aplicación de la biotecnología al
desarrollo de nuevas variedades no ha hecho más que empezar.

Los beneficios potenciales sobre la salud pueden ser enormes aunque desconocemos los posibles riesgos, ya que el desarrollo y comercialización de estos “nuevos” alimentos va a un ritmo muy rápido y todavía no ha transcurrido tiempo suficiente para evaluar el efecto a medio y largo plazo de estas modificaciones sobre la salud humana.

Tras haber detallado la importancia del consumo de las frutas y sus derivados los zumos como una fuente excelente de salud, en esta memoria se quiere resaltar la necesidad de la caracterización de las mismas para así, de este modo, poder sacar el máximo partido posible de las mismas.

Incluida entre las frutas, aunque no sea consumida en España y a un nivel no muy alto en los países bálticos, ya que está producida a nivel experimental, se encuentra el género Chaenomeles. Dentro de éste género, la especie japonica es la más adecuada para la producción industrial debido a su alto contenido en ácidos orgánicos en el zumo, su aroma y su elevada cantidad de fibra dietética. Además, es un fruto no sensible al pardeamiento oxidativo durante su procesado, y con altos contenidos en vitamina C y compuestos fenólicos que actúan como antioxidantes, por lo que a continuación se
abordará el estudio detallado - composición, maduración y almacenamiento- del género Chaenomeles haciendo mayor hincapié en la mencionada especie C. japonica.

1.1.2. Caracterización de frutas y zumos.

1.1.2.1. Importancia y necesidad de la caracterización.

La caracterización de frutas y zumos -productos que nos ocupan en esta Memoria- presenta numerosos motivos de interés que a continuación se van enumerando y que justifican de algún modo la realización de esta investigación.

En primer lugar, como se ha mencionado en el epígrafe anterior, son muchos los efectos beneficiosos del consumo de zumos y frutas sobre la prevención de múltiples enfermedades y las recomendaciones tienden a un mayor consumo de este tipo de alimento; así pues el conocimiento concreto de la composición de cada fruta y zumo tendría muchas aplicaciones prácticas concretas como por ejemplo, el poder ser utilizado como ingrediente natural.

También, el aumento de los conocimientos sobre la importancia de los diversos nutrientes y el conocimiento de la existencia y concentración de los mismos en frutas y zumo, pueden facilitar el establecer dietas para satisfacer distintas necesidades. La gama de productos alimentarios específicos para cubrir las exigencias nutritivas de grupos determinados tales como ancianos, mujeres embarazadas o en
periodo de lactancia, recién nacidos, niños y deportistas, no deja de aumentar. Esos alimentos se caracterizan por su composición equilibrada de complementos energéticos, en forma de lípidos, carbohidratos y proteínas, vitaminas y minerales, elaborados de acuerdo con los conocimientos científicos actuales. Por ejemplo, como apunta Versari et al. (2002), sería de gran ayuda el conocimiento de los azúcares individuales que podrían ayudar a los dietistas en sus planificaciones. En el caso del Chaenomeles, la información existente acerca de su composición química y sus características físico-químicas es muy escasa. Esta especie está en fase de investigación y por tanto lo primero que conviene hacer es tipificarla, conocer su composición básica y los rasgos que la definen.

En otro sentido, es muy conocido el fenómeno del fraude por adulteración en la fabricación de zumos, mermeladas y en general productos derivados de las frutas, a los que en algunas ocasiones se les añade agua, azúcares, colorantes o se utilizan frutas de menor valor, productos más económicos... Por ejemplo, Silva et al. (1999), apuntan que debido al menor coste y a las similares textura y propiedades reológicas de la manzana y la pera respecto del membrillo, los productos derivados de éste, son fácilmente adulterados con las citadas frutas, y el fuerte olor del membrillo enmascara y no deja descubrir en un análisis sensorial los sabores dulces de manzana y pera.

En este sentido es muy útil el conocimiento de la composición química de las distintas especies, ya que al realizar los pertinentes análisis podrían detectarse las adulteraciones no percibidas sensorialmente.

En concreto es de gran ayuda en la determinación de la autenticidad de los productos derivados de las frutas el conocimiento de la composición fenólica, ya que cada especie tiene unos compuestos fenólicos concretos y en una cantidad determinada.

Existe una amplia bibliografía referente a la caracterización fenólica de diferentes frutos; entre otras se puede encontrar Lee y Wrolstad (1988), Simón et al. (1992), Spanos y Wrolstad (1992).

Otro punto que merece la pena destacar, es la importancia que tiene el que una fruta alcance la adecuada “madurez” en función del destino que vaya a sufrir (conservación frigorífica, producción de zumo, consumo directo...) de forma que lleguen con las mejores condiciones organolépticas posibles al usuario final.

Como apuntan numerosos investigadores, la composición de frutas y zumos en determinados componentes contribuyen a la calidad nutricional de los mismos (Bengoechea et al., 1997; Rodríguez et al., 1999). Entre los constituyentes mayoritariosen los zumos se encuentran los carbohidratos, ácidos orgánicos y determinados compuestos fenólicos que contribuyen a la calidad nutricional de la fruta fresca y los zumos. El análisis de los mismos se utiliza para el control de la maduración y almacenamiento de las frutas. Por ejemplo, los ácidos málico y cítrico están relacionados con la percepción sensorial de aspereza y acidez (Esti et al., 1997). Para el conocimiento de todo esto, es necesario disponer por tanto de unos índices que permitan determinar el momento óptimo de recolección, como parámetros para una adecuada conservación. Parámetros como peso, pH, acidez valorable, sólidos solubles (ºBrix), vitamina C, entre otros, ayudan en el estudio del efecto de variables como son la
temperatura de almacenamiento y el tiempo del mismo sobre la composición química de los zumos. Por ejemplo, el estudio del almacenamiento de melocotones a 10-12 ºC revela diferencias significativas en algunos de los parámetros estudiados (pH, acidez valorable...) en función de la conservación de los frutos (Rodríguez et al., 1999).

Otro motivo que lleva al estudio de la caracterización de los frutos en general, y en este caso concreto del Chaenomeles, es la ayuda que los resultados obtenidos pueden aportar a otros grupos de investigación acerca de los efectos que producen la variación durante su producción, de distintos factores (como especie genética utilizada, momento óptimo de recolección, zona de cultivo más adecuada...) sobre el producto final. Esto les puede facilitar la toma de decisiones en orden a su mejora.

Por todo esto es de gran interés científico cualquier información acerca de la caracterización y conservación de los frutos de distintos cultivares o variedades de Chaenomeles.

1.1.2.2. Componentes característicos principales.

Desde el punto de vista químico, la parte comestible de las frutas está compuesta aparte de agua, por azúcares, ácidos orgánicos, polisacáridos de diferente naturaleza, y por otros compuestos como proteínas, lípidos, vitaminas...Entre los constituyentes mayoritarios en los zumos, se encuentran los carbohidratos, ácidos orgánicos y compuestos fenólicos. (Bengoechea et al., 1997; Rodríguez et al., 1999).

En lo que a carbohidratos se refiere suelen encontrarse entre el 1 y el 8 %, aunque existen excepciones, con valores superiores al 10 % de azúcares totales (carbohidratos disponibles).

La cantidad de proteína de las frutas es baja (inferior al 1-4 %,); destacan aguacate, chirimoya (entorno a 1 %), frambuesa y mora (alrededor de 0.9 %) o cereza (0.8 %) (Mataix et al., 1998).

El contenido de lípidos generalmente es menor del 0,5-0,6 %, no suele superar 1 % en frutas; excepcionalmente pueden citarse algunas frutas grasas de alto valor lipídico y energético como el aguacate (16% de grasa, rico en ácido oleico) (Vaclavik, 2002).

Por todo esto se trata de alimentos de escasa importancia desde el punto de vista plástico. Sin embargo, y como ya se ha comentado ampliamente, tienen gran interés por su contenido en micronutrientes: con papel esencial o regulador sobresaliendo la vitamina C, la provitamina A (carotenoides) (Pattee, 1985; Rangana, 1986; Belitz et al., 1997; Torija et al., 1999), vitaminas en general y algunos elementos minerales, siendo mayoritario el potasio.

Entre las vitaminas, predominan las hidrosolubles, particularmente la vitamina C; en este grupo se incluyen algunas vitaminas del grupo B. El ácido ascórbico, junto a la vitamina E, liposoluble, que se encuentra en pequeña proporción, son compuestos antioxidantes, de gran importancia para la salud. La presencia de antocianos es en algunas especies significativa por su característico valor biológico.
La media del contenido de estos constituyentes es variable y depende no sólo de la variedad, sino también de factores como el clima y la situación geográfica de las plantaciones. Incluso dentro de la misma fruta la distribución de estos componentes tampoco es homogénea. En la Tabla I.1.2.2.1. se recopilan datos de algunos componentes de las frutas más consumidas en España (Mataix et al., 1998).

Se repasan a continuación uno a uno los principales componentes de las frutas y zumos: Hidratos de carbono.- Dentro de este grupo, se encuentran nutricionalmente hablando, por una parte los hidratos de carbono disponibles, que proporcionan energía para el funcionamiento del organismo y, por otra, los no absorbibles, que incluyen a su vez determinados oligosacáridos y fibra.

Para este gran grupo, a diferencia de lo que sucede con las proteínas, vitaminas y minerales, no hay establecidas ingestas recomendadas. Sin embargo, ya que su presencia o no en la dieta puede incidir en la salud, se han establecido unas pautas orientativas de ingestas, con el fin de reducir la probabilidad de desarrollar enfermedades degenerativas y/o crónicas.

Requejo y Ortega (2000), indican que el 50-60% de la energía obtenida a partir de la ingesta de alimentos debería provenir de los hidratos de carbono, y menos del 10% debería corresponder a los hidratos de carbono sencillos (mono y disacáridos).

-Los carbohidratos son, con frecuencia, el grupo de principios inmediatos que sigue cuantitativamente al agua. Pueden hallarse presentes en forma de azúcares de bajo peso molecular o en la de polímeros macromoleculares. Pueden dar cuenta de un 2-40% del peso total de la fruta y su contenido aumenta con la maduración. El contenido de azúcares y ácidos tienen una marcada influencia en la calidad sensorial de las frutas.

Los azúcares sencillos se encuentran principalmente en las frutas maduras y el almidón en las que aún no han madurado. Como muestra la Tabla I.1.2.2.2., las frutas contienen azúcares como sacarosa, glucosa, fructosa..., que constituyen la principal fuente de energía. El nivel de glucosa en sangre depende del tipo de azúcares consumidos, siendo este mayor para la glucosa y después sacarosa y fructosa (Miller et al., 1986).

Tabla I.1.2.2.1. Composición de zumos de frutas naturales.

Cantidad en 100 gramos de zumo
 
Naranja
Pomelo
Manzana
Pera
Uva
Piña
Papaya
Maracuyá
Melocotón

Agua (%)

88.4
90.1
88.0
86.2
88.0
85.5
86.8
85.6
87.2

Kcal

40.80
34.08
45.43
51
62.26
47.80
46
51
61.42

Proteínas (g)

0.60
0.40
0.07
0.3
0.38
0.40
0.36
0.39
1.07

Grasa (g)

0.10
0.15
0.10
0.04
0.08
0.06
0.05
0.14

H. carbono (g)

10.00
7.30
11.80
13.20
16.10
12.08
12.18
13.60
14.90

Glucosa (g)

3.18
3.60
3.10
2.3
7.57
3.34

Fructosa (g)

3.29
3.40
7.51
6.40
8.53
3.34

Sacarosa (g)

3.52
0.30
1.51
0.90
tr
5.41

Sorbitol (g)

0.4
2.0
0

Ác. Ascórbico (mg)

40.0
31.0
1.4
1.5
10.0
84.0
29.8
7.0

Sodio (mg)

1.0
2.0
2.1
4.0
3.0
1.0
8.0

Potasio (mg)

166
120
116
33
140
140
241

Calcio (mg)

15.5
9.3
6.6
5.0
11.0
12.0
29.9
4.0
6.0

Hierro (mg)

0.2
0.2
2.6
0.3
0.3
0.7
0.2
0.2
0.8
 

La fructosa es el azúcar mayoritario en el caso de Manzana (cv Glockenapfel) con valores entre 3.9-5.7%, le sigue la sacarosa y la glucosa con valores entre 3.5-4.6% y 0.8-1.0% respectivamente (Ackermann et al., 1992). También según los estudios realizados por Ayaz et al. (2000), es la fructosa el mayoritario en la fresa, al que le siguen en cantidad glucosa y sacarosa.

Tabla I.1.2.2.2. Contenido de los azúcares principales en algunas frutas.

 
Azúcar (g/100g peso fresco)
Fruta
Glucosa
Fructosa
Sacarosa

Manzana

2
6
4

Melocotón

1
1
7

Pera

2
7
1

Naranja (jugo)

2
2
5

Adaptada de Widdowson y McCnace (1935)

 

La composición en azúcares, aunque es característica de cada fruto varía en función de muchos factores. Por ejemplo, citando a Hudina e Ytampar (2000), el contenido de azúcares estudiado para peras, varía entre los distintos cultivares europeos, y es distinto también entre cultivares europeos y asiáticos presentado los asiáticos más azúcares totales que los europeos. A otro nivel, como indica Primo-Yúfera (1982) para el caso de naranjas, existe variación en la composición de frutos de un mismo árbol. El contenido más alto en sólidos solubles se encuentra en los frutos situados en lo alto del
árbol y en la parte externa más soleada, y el más bajo en los frutos interiores.La mayoría de los zumos, son ricos en azúcares, contienen grandes cantidades de glucosa, fructosa y en muchos casos, sacarosa. Esto es importante porque son digeridos y utilizados como una importante fuente de energía.

-Los oligosacáridos son hidratos de carbono no digeribles, ya que en el intestino humano no existen enzimas que rompan los enlaces glicosídicos. Dentro de los oligosacáridos, en los productos vegetales tienen importancia los fructooligosacáridos (FOS). Son cadenas cortas de fructosa unidas por enlaces 2-1 β-glucosídicos con una unidad D-glucosil en el extremo no reductor en unión alfa-1-2 (como en la sacarosa).

Las características funcionales de los oligosacáridos son (Spiegel et al., 1994; Tomomatsu, 1994; Campbell et al., 1997; López-Alegret, 1997; Roberfroid, 1997):

• Bajo valor calórico (pero sabor dulce).
• Prevención de caries dental.
• Efectos similares a la fibra alimentaria.
• Son también considerados como prebióticos por favorecer el crecimiento de bacterias probióticas en el colon.
• Estimulan la absorción de Ca y Mg en el tracto intestinal.

- Por último, dentro de los hidratos de carbono se encuentra la fibra alimentaria, denominada actualmente “polisacáridos no amiláceos (PNA)”. Eastwood y Morris (1992), apuntan que los efectos fisiológicos beneficiosos asociados a la ingesta de fibra son, entre otros:

• Reducción de los niveles de colesterol por efecto de los componentes hidrosolubles.
• Regulación de la función gastrointestinal.
• Modificación de la absorción de grasas.
• Disminución de la incidencia de cáncer de colon.

Aunque Ahmad (1995), añade que estos efectos son variables, dependiendo de la dieta global, estilo de vida y de la respuesta de cada individuo. También hay que tener en cuenta que algunos de los componentes de la fibra pueden unirse a elementos minerales y causar desequilibrios, especialmente en personas de más edad, si sus dietas no son equilibradas.

De las distintas fracciones de la fibra hay que considerar las propiedades funcionales de la fracción soluble (sustancias pécticas), que está frecuentemente localizada en la parte comestible y es responsable de la consistencia y estructura física de las frutas. La piel de algunas frutas tales como la manzana, la pera y el melocotón, contiene mayores concentraciones de fibra (Yamada, 1996).
Entre las propiedades beneficiosas de la fibra soluble se puede citar (Craig et al., 1998; Vélez-Rodríguez, 2000a; 2000b):

• No tienen valor calórico (control de la obesidad y disminución de la respuesta glicémica).
• Preventivo de alteraciones cardiovasculares porque disminuye los niveles de LDL y colesterol total.
• Facilitar la eliminación de toxinas, propiedades purificadoras.

La carencia de fibra se asocia a enfermedades conocidas como “de la civilización”, tales como diabetes, cáncer, enfermedades cardiovasculares, obesidad, estreñimiento, etc. Como se aprecia en la Figura I.1.2.2.1., en las frutas se encuentran valores altos de fibra en níspero (10,2%), mora o frambuesa (9,0 y 7,4% respectivamente); relativamente altos en plátanos o higos (3,4 y 2,5%), frente a valores iguales o inferiores al 2% en la mayoría (Mataix et al., 1998).

Figura I.1.2.2.1. Contenido medio de fibra (g/100 g) en frutas.

La fibra dietética se ha convertido en un tema familiar para las personas interesadas en la alimentación y la salud, y actualmente aparece en muchas etiquetas de productos alimenticios. Las nuevas recomendaciones dietéticas señalan los beneficios de los alimentos ricos en fibra y bajos en grasas, tales como las frutas, los vegetales, los cereales y las leguminosas. Muchas organizaciones de salud recomiendan aumentar el consumo diario de fibra a 20 – 35 gramos, por encima del consumo diario actual de 10 – 15 gramos.

En general se recomienda una ingesta diaria media de 18 gramos de PNA y que ésta se realice mediante el consumo lo más variado posible de alimentos vegetales (Ahmad, 1995).

Ácidos orgánicos.- Los ácidos que normalmente predominan en las frutas son los ácidos cítrico y málico (Tabla I.1.2.2.3.). En las uvas el que predomina es el ácido tartárico.

Tabla I.1.2.2.3. Distribución de los frutos según predomine el ácido cítrico o el ácido málico.

Ácido cítrico Ácido málico
Cítricos Manzana
Pera Plátano
Piña Melón
Frutos de Baya Cereza
Ciruela

Adaptado de Wills et al. (1990)

En manzanas cv. Glockenapfel, el 90% del contenido de los ácidos corresponde a ácido málico (Hulme y Rhodes, 1971). Estudios realizados por van Gorsel et al. (1992), apuntan valores de ácidos para varias frutas. Entre ellas se determinó que en pera, a diferencia de lo apuntado por Wills et al. (1990), predomina el ácido málico con unos valores de 371 mg/100 ml de zumo y le sigue el ácido quínico con 220 mg/100 ml de zumo; en manzana el ácido málico es del orden de 518 mg/100 ml de zumo. En uva destaca el ácido tartárico con alrededor de 162 mg/100 ml de zumo.

Para los cítricos, como su nombre indica y como describe Primo-Yúfera (1982), el ácido más característico y predominante es el cítrico. En segundo lugar se encuentra el ácido málico y luego otros en pequeñas cantidades (ácido fosfórico, ácido quínico, ácido succínico, ácido oxálico...). Los ácidos orgánicos son componentes importantes de los sólidos solubles, siendo en limones y limas los componentes más abundantes.

La acidez de los zumos varía en función de factores como variedad, zona y tipo de cultivo, maduración, etc., entre límites muy amplios.En los zumos los ácidos pueden encontrarse tanto en forma libre como en forma de sales con cationes inorgánicos. Por ejemplo, en el zumo de limón el 97% del ácido está en forma libre mientras en las naranjas sólo está el 80%, y el resto en su mayor parte, como citrato ácido de potasio, ya que éste es el principal de los cationes (Primo- Yúfera, 1982).

La mayoría de las frutas contienen ácidos orgánicos en tasas que exceden de las necesarias para el funcionamiento del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y otras rutas metabólicas.

Los estudios previos de la composición en ácidos del Chaenomeles no son muy numerosos, además de ser incompletos e incluso en algunos casos, contradictorios.

Según Lesinska (1987), entre los ácidos orgánicos, que representan una media del 3.7% del fruto, se encuentran como mayoritarios el ácido málico, el ácido quínico y el ácido cítrico en un porcentaje respectivo de 82, 11 y 4% contando el total de los ácidos. El ácido málico y el ácido quínico representan entre el 2.3-5.9% y 0.9-2.3% del zumo, respectivamente.

Otras sustancias fitoquímicas con efectos beneficiosos para la salud.- Se agrupan en este apartado compuestos químicos de las plantas, no nutritivos, que pueden tener importancia en la prevención y control de enfermedades (Bello, 1997).

Casi siempre se han considerado los nutrientes como los únicos constituyentes a tener en cuenta, pero en la actualidad se conoce la importancia de otros tipos de componentes denominados “no nutrientes” cuyo papel en relación con la salud es de enorme interés. En algunos casos tienen propiedades fisiológicas importantes, lo que ha dado lugar a que se consideren sustancias bioactivas, y se denominan “fitoquímicos” cuando se trata de compuestos de origen vegetal. La Tabla I.1.2.2.4. recoge algunos de los productos fitoquímicos y las frutas en las que son mayoritarios.

Tabla I.1.2.2.4. Principales compuestos fitoquímicos en frutas.

Ácido ascórbico
Folatos
Carotenos
Compuestos fenólicos
Cítricos
Fresas
Albaricoque
Albaricoque
Fresas
Naranja
Cerezas
Cerezas
Kiwi
Plátano
Kaki
Ciruela
Melón
Mandarina
Fresa
Melón
Limón
Níspero
Mandarina
Pomelo rojo
Manzana
Sandía
Melocotón
Moras
Naranjas
Pera
Pomelo
Uvas

Vitaminas.- Son compuestos orgánicos que el organismo necesita en pequeñas cantidades y no las produce en cantidad suficiente para cubrir sus necesidades, por lo que necesitan ser aportadas de forma externa, sobre todo a través de la dieta. Las vitaminas participan en los procesos metabólicos actuando en las células como cofactores enzimáticos, como coenzimas, o como metabolitos esenciales.

Las distintas vitaminas no se correlacionan entre sí, ni química, ni funcionalmente. Cada vitamina desempeña en el organismo su propia función y no puede ser sustituida por ninguna otra sustancia. Las vitaminas son nutrientes acalóricos, es decir no generan energía. Cabe la posibilidad de que un determinado compuesto orgánico sea una vitamina para una especie animal determinada y carezca de
importancia para otras. Tal es el caso de la vitamina C, que es una vitamina para el hombre, que no puede sintetizarla y no lo es para otras muchas especies animales que sí la sintetizan (Tolonen, 1995).
Algunas vitaminas son antioxidantes, protegen a las células frente a los procesos oxidativos. Las vitaminas refuerzan y hacen más eficaz el funcionamiento del sistema inmunitario, que es responsable de neutralizar los microorganismos invasores (como virus y bacterias) y cancerígenos. Se piensa ahora que también retrasan el proceso de envejecimiento e inhiben la decadencia senil. Aunque éstas son las funciones principales de las vitaminas, cada una desempeña un papel particular en el organismo.

Por ejemplo el ß-caroteno y las vitaminas A y E, parecen ejercer una acción preventiva frente al cáncer y posiblemente se emplearán como tratamiento suplementario en esta enfermedad. Las vitaminas ejercen además un efecto preventivo frente a las lesiones del sistema nervioso central del embrión y del niño.

Respecto a su papel como antioxidantes, la oxidación supone transferencia de electrones, es decir, pérdidas de cargas negativas. Se produce mediante la participación de enzimas (catalasas y deshidrogenasas) que se encuentran en las mitocondrias y actúan en varias etapas de la cadena respiratoria. Los antioxidantes son sustancias químicas con acciones preventivas frente al estrés oxidativo.
Los radicales libres que se producen normalmente como consecuencia de la actividad aeróbica celular, poseen unelectrón impar muy reactivo, con potencialidad de dañar a un gran número de moléculas
biológicas.

Los nutrientes antioxidantes presentes en la dieta, además de los flavonoides, son las provitaminas A (carotenoides), vitamina C (ácido ascórbico) y vitamina E (α- tocoferol), que previenen la oxidación del colesterol-LDL, reduciendo el riesgo de alteraciones coronarias, además de tener efecto anticancerígeno al inhibir la formación de sustancias carcinogénicas (Williamson, 1996; Strain y Benzie, 1998; Cotte, 1999).

De entre las vitaminas que aportan las frutas en la nutrición humana, la vitamina C (ácido ascórbico) es la más importante. Presenta numerosas actividades fisiológicas: previene el escorbuto, facilita la absorción del hierro, inhibe la formación de nitrosamina, contribuye en la formación del colágeno, reacciona con radicales libres evitando así la oxidación, estimula la actividad de enzimas detoxificadoras de hepatocitos, estimula la función inmune (Gardner et al., 2000; Martínez et al., 2001;. Gil et al., 2002).

Como antioxidante, la vitamina C, según Harris (1996), reduce el riesgo de arteriosclerosis, enfermedades cardiovasculares y algún tipo de cáncer. Por todo esto, el contenido en vitamina C, incluyendo los ácidos ascórbico y dehidroascórbico, es uno de los factores de calidad nutricional más importante en muchas frutas.

A diferencia de otros ácidos orgánicos, la vitamina C es bastante inestable, debido especialmente a su carácter reductor sobre todo en presencia de oxígeno, de luz y de iones de metales pesados (Angberg et al., 1993) y a la actividad enzimática ácido ascórbico oxidasa, por lo que la medida de la vitamina C es en un indicador de la“frescura” de los frutos (Pérez et al., 1997) y de la conservación de los productos elaborados.

Prácticamente, de la totalidad de la vitamina C en la dieta humana, aproximadamente el 90% procede de frutas y hortalizas. La ingesta de vitamina C recomendada actualmente es de 50-60 mg/día, aunque los expertos recomiendan que debería aumentarse (Williamson, 1996) y muchos productos de este grupo contienenuna cifra de este orden en sólo 100 g. En los frutos cítricos: naranja, mandarina, limón, pomelo, además del kiwi, abunda el ácido ascórbico, al igual que en el melón y en las fresas (Tabla I.1.2.2.4.).

Los factores que influyen sobre su contenido final en frutas son innumerables, entre éllos se puede nombrar, factores genéticos, condiciones climáticas precosecha, métodos de recolección, prácticas culturales agronómicas, tratamientos postcosecha... (Mozafar, 1994; Weston y Barth, 1997; Lee y Kader, 2000), por lo que resulta difícil comparar la composición de los distintos frutos.

Como se puede ver en la Tabla I.1.2.2.5., la vitamina C en frutas supera los 80 mg/100 g en kiwi. En sandía se superan los 40 mg/100 g, pero en algunas frutas no se llegan a alcanzar 10 mg/100 g.
Estudios previos del Chaenomeles, indican que la vitamina C se encuentra en forma de ácido dehidroascórbico (Rummpunen et al., 2000) en una cantidad de unos 100 mg /100 g (Golubev et al., 1990). Por tanto es mayor que en el limón, e incluso que en el kiwi.

Las frutas también pueden ser excelentes fuentes de vitamina A y ácido fólico (B9), suministrando alrededor de un 40% de las necesidades dietéticas diarias. En las frutas se hallan presentes también otras vitaminas y minerales, pero su contribución a las necesidades dietéticas es generalmente inferior. Las vitaminas B1(tiamina) y B2(riboflavina) están presente en los vegetales por debajo de 0,1 mg/100 g. La vitamina B1 es algo superior en dátiles y mandarina (0,07 mg/100 g) y la B2 en ciruelas, níspero y piña (0,05-0,07mg/100 g).

El ácido nicotínico (B3) se encuentra en mayor cantidad en guayaba y nectarina (alrededor de 1 mg/100 g) y en el plátano (0,8 mg/100 g). La vitamina B6 (piridoxina) en higos y plátanos.

Tabla I.1.2.2.5. Algunas vitaminas en frutas (100 g).

 
Vitamina A
(Eq. Retinol, µg)
Vitamina E
(mg)
Ac. Fólico
(µg)
Vitamina C
(mg)

Albaricoque

218
0.7
5
7

Cereza

20
0.1
8
8

Ciruelas

25
0.7
3
3

Dátiles

1.4
-
21
3

Frambuesa

-
0.2
45
25

Kiwi

16
-
35
89

Limón

42
-
-
46

Mandarina

44
0.2
21
35

Manzana

9
0.5
1
4

Membrillo

12
-
-
15

Melocotón

105
0.5
3
8

Melón

223
0.1
30
25

Naranja

60
-
-
50

Níspero

53.5
-
18
13

Papaya

0.52
-
-
56

Pera

2
1.5
11
3

Plátano

33
0.2
22
10

Sandía

26
0.3
12
40

Uvas

Trazas
0.7
6
4

Watt y Merril, (1963); Somogyi et al., (1996); Mataix et al., (1998)

Las vitaminas liposolubles son escasas, siendo las más importantes las vitaminas de los grupos E (tocoferoles y tocotrienoles) y A (retinoides y carotenoides). Entre los tocoferoles el más activo es el α-tocoferol. Está presente en semillas, aceites de semillas, aceites vegetales, granos de cereales y frutas y hortalizas. Algunos efectos beneficiosos de la vitamina E son:

- Quimiopreventivo, al ser antioxidante de los lípidos de la membrana celular, impidiendo la iniciación y promoción de la carcinogénesis.
- Estimulador de la función inmune, al aumentar la producción de anticuerpos humorales y células mediadoras de la respuesta inmune (Martínez et al., 2001).

Entre los carotenoides destaca sobre todo β-caroteno. Las sustancias incluidas bajo la denominación de carotenoides sólo pueden ser sintetizadas en las plantas y llegan a los tejidos de los animales a través de los alimentos. Allí pueden ser modificadas o acumuladas. Entre los carotenoides comunes se encuentran el α-caroteno, β-caroteno, δ-caroteno, y criptoxantina, a los que se les denomina provitaminas A (dado que en el organismo se transforman en esta vitamina) y son responsables del color amarillo-anaranjado de algunas frutas y verduras. No todos lo colorantes alimenticios amarillos o rojos son β-caroteno (por ejemplo el licopeno es un carotenoide rojo del tomate y la sandía), ni todos se transforman en vitamina A.

El β-caroteno es el más importante como provitamina A. La vitamina A, como tal, no es un antioxidante potente como su precursor el β-caroteno, pero posee otras muchas actividades vitales (actúa sobre la vista, la fertilidad...). La vitamina A mantiene un equilibrio fisiológico con la vitamina D y con la E, que puede romperse por una ingesta excesiva de alguna de éllas, desencadenando acciones antagónicas. La razón principal del extendido interés por el β-caroteno son las evidencias que relacionan esta vitamina con la prevención y tratamiento del cáncer, aunque todavía sus mecanismos de
acción no son bien conocidos, además de prevenir la oxidación de la fracción LDLcolesterol (Martínez et al., 2001). La mayoría de estos estudios sugieren que una ingestade β-caroteno superior a la media tiene un efecto protector. La OMS recomienda una ingesta de β-caroteno de 4-6 mg por persona y día (Williamson, 1996).

Hay resultados epidemiológicos que relacionan la ingesta de este carotenoide con una reducción de cánceres del sistema digestivo y próstata, además de una menor incidencia de las enfermedades coronarias, una de las principales causas de mortalidad en países desarrollados.

La principal fuente de licopeno en nuestra dieta es el tomate. Entre las frutas la de mayor contenido es la sandía, aunque también está presente en el pomelo rojo y cerezas (Olmedilla, 1999; AMITOM, 2000). Albaricoque, melocotón y algunas variedades de melón, son también una buena fuente de licopeno.

Es necesario hacer una mención especial relativa a la importancia del ácido fólico, ya que se ha demostrado que es efectivo frente a anemias megaloblásticas y en la prevención de alteraciones del tubo neural en el recién nacido (espina bífida), dado que el ácido fólico es requerido para la síntesis de DNA durante la división celular, siendo ambas situaciones de riesgo para mujeres embarazadas. De ahí la importancia, en este periodo tan crítico, de ingerir alimentos con altos niveles de ácido fólico como son, dentro de las frutas, los cítricos (Hoffpauer y Bonnette, 1998).

Según el Center for Disease Control and Prevention (1992), las recomendaciones del Ministerio de Salud Pública americano son de 400 mg folato/día para mujeres gestantes.

En cualquier caso, es necesario seguir investigando acerca de la biodisponibilidad de todos estos compuestos, para poder establecer adecuadamente las recomendaciones dietéticas (Farré y Frasquet, 2002).

Compuestos fenólicos.- Estudios recientes sobre varios compuestos fitoquímicos de los alimentos, indican que además de las vitaminas y los carotenoides, existen otras sustancias, como los compuesto fenólicos, que tienen efectos positivos sobre la salud.Los compuestos polifenólicos están cobrando cada vez mayor protagonismo como agentes bioactivos. Son metabolitos secundarios en las plantas y se presentan en éstas con estructuras químicas muy variadas (se han descrito más de 4.000 diferentes) que incluyen los flavonoles, catequinas y antocianinas, y pueden encontrarse en los vegetales de forma aislada o, más generalmente, unidos a azúcares (glicósidos), aunque no todos tienen importancia nutricional. Los más significativos son, las antocianinas presentes en uvas negras, fresas, granadas, moras y arándanos, la quercetina presente en frutas y cebollas, el resveratrol, presente en uvas y el ácido elágico (Ravai, 1996; Sánchez-Moreno, 2002). Según Hertog et al. (1993), Ravai (1996), Williamson (1996), Jang et al. (1997) y Arai et al. (2000), entre otros, algunos de sus efectos beneficiosos son:

• Tienen propiedades antioxidantes, siendo efectivas en la prevención de la oxidación de la fracción LDL del colesterol, con lo cual previenen la aterosclerosis y otras enfermedades cardiovasculares.
• Previenen procesos cancerosos al inhibir la formación de nitrosaminas e incluso disminuir su efectividad, cuando éstas se han formado.
• Son capaces de bloquear la respuesta alérgica del organismo al inhibir la histamina.
• Tienen acción antiinflamatoria.
• Acción diurética.

Sin embargo, como indican Rivas y García (2002), la capacidad antioxidante de las frutas no puede atribuirse a un grupo particular de flavonoides sino al conjunto de los mismos, y todavía hay que realizar más estudios de investigación para evaluar las sinergias o antagonismos entre los diferentes compuestos, ya que como afirman Kähkönen et al. (1999), tras realizar un amplio estudio con extractos de muy diversas plantas, no se puede decir que haya una relación directa entre la cantidad total de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante. Todos estos compuestos son objetode numerosas investigaciones encaminadas a establecer su relación con la salud humana.

Las frutas son una fuente importante de sustancias fenólicas en nuestra dieta, aunque también son fuentes comerciales importantes otras partes de las plantas. La determinación de los fenoles en piel y semillas ha ido asumiendo cada vez mayor importancia, ya que se ha ido descubriendo que estas partes de la fruta son a veces fuentes de compuestos fenólicos que solo están en ellas y además las concentraciones son mayores que en la pulpa comestible. También va en aumento el interés del conocimiento del contenido fenólico en las hojas de las plantas.

Además de las múltiples aplicaciones de los compuestos fenólicos sobre la salud, éstos tienen interés por otros motivos que a continuación se exponen:

-Los compuestos fenólicos, como explican Lattanzio et al. (1996), se pueden utilizar como un método alternativo antifúngico y de control de enfermedades. Aunque todavía no está muy bien documentado el mecanismo de control de las enfermedades, hay bastantes evidencias (Elad, 1992; Lattanzio et al., 1996).

-Los compuestos fenólicos en las plantas, por sus propiedades antioxidantes son interesantes como alternativa al uso de antioxidantes sintéticos en la industria alimentaria como componentes de nuestras dietas. Esto se potencia por la actual tendencia de los consumidores que son más conscientes y demandan más alimentos funcionales o alimentos que tengan propiedades beneficiosas para la salud.

-La cuantificación de los compuestos fenólicos es también importante en el área de la detección de adulteraciones alimentarias, sobre todos de mermeladas y zumos de frutas (Andrade et al., 1998). El perfil de compuestos fenólicos es característico de cada fruta, y aunque hay variaciones varietales, éstas son secundarias. Lo que sí puede alterar profundamente la composición en antioxidantes en las frutas es el procesado, almacenamiento y cocinado (Arnao et al., 1996).Son fuente de estos compuestos frutas como bayas, cerezas, arándanos, ciruela, frambuesas, fresas, uvas, pomelo, naranja, limón, melocotón y manzana (Sánchez- Moreno, 2002).

La composición en compuestos fenólicos en manzana, pera y otras frutas de elevado consumo, es muy conocida, hay muchos estudios científicos sobre las misma (Burda et al., 1990; Oleszek et al., 1994; Vallés et al., 1994). En concreto, sobre la composición fenólica del membrillo hay alguna investigación realizada (Luzt y Winterhalter, 1992; Andrade et al., 1998; Silva et al., 2002b; 2004b), pero en el caso del Chaenomeles apenas hay algunos datos obtenidos por nuestro grupo de investigación (Vila et al., 2003).

Elementos minerales.- Las frutas aportan minerales y aunque en cantidades no muy elevadas, su papel es importante para el mantenimiento de la salud, en especial aportan calcio, magnesio y hierro.

Algunos elementos minerales contenidos también en las frutas tales como el cobre, zinc y selenio funcionan así mismo como cofactores enzimáticos (Clark et al., 1996; Lampe, 1999; Martínez et al., 2001).

El hierro previene anemias causadas por malnutrición o mala absorción. El calcio está directamente relacionado con la aparición de osteoporosis. El zinc se conoce como estimulador de la respuesta inmune. El selenio, micronutriente antioxidante, es necesario para la actividad del enzima glutatión peroxidasa. El magnesio, micronutriente antioxidante, es necesario para la actividad del enzima
superoxidodismutasa.

La absorción de estos minerales está influida por diversas sustancias orgánicas. La absorción del hierro está favorecida por la vitamina C. La del calcio por la vitamina D, aunque también hay que considerar que la absorción de algunos minerales, como son el calcio, fósforo y magnesio, está disminuida por la fibra, fitatos y oxalatos presentes en algunas hortalizas (Claye et al., 1998).Dentro de los elementos minerales, también se ha de destacar el potasio. En general, en las frutas, es más elevado el contenido de potasio que el de sodio y el de magnesio que el de calcio, aunque estos dos últimos, en algunos casos, se encuentran en proporción similar.

En las frutas destaca el plátano por su contenido de potasio superior a 450 mg/100 g, la granada con unos 400 mg/100 g, el kiwi con unos 300 mg/100 g, o la papaya y las uvas con cerca de 200 mg/100 g (Somogyi et al., 1996; Mataix et al., 1998; Rizza et al., 2002).

El sodio, en algunas frutas como la ciruela, aparece únicamente a nivel de trazas. El contenido de hierro en frutas y hortalizas es bajo, inferior a 1 %.

1.1.2.3. Evolución de los componentes característicos de frutas y zumos durante la maduración.

Como se cita en el epígrafe anterior, hay muchos y diferentes estudios dirigidos al conocimiento de la composición de las frutas en su momento de recolección o en su punto de madurez óptimo para el consumo. Por el contrario, se dispone de poca información a cerca de los cambios durante el desarrollo vegetativo de los frutos y su maduración. En general, se puede decir que la información disponible sobre los cambios sufridos se refiere a azúcares, y también a los ácidos orgánicos, componentes básicos del equilibrio de sabor entre dulce y agrio.

Los cambios más palpables durante el proceso de maduración son el color, sabor, olor, textura, etc. Estos cambios son el resultado de la profunda reestructuración metabólica y química que se desencadena dentro del fruto.

Cuantitativamente el cambio más importante asociado a la maduración de las frutas es la degradación de los carbohidratos poliméricos; particularmente frecuente es la casi total conversión del almidón en azúcares. Estas transformaciones tienen el doble efecto de alterar tanto el gusto como la textura del producto. El aumento del contenidode azúcares los hace más dulces e incrementa su aceptabilidad.
Normalmente, durante la maduración, los ácidos orgánicos son respirados y convertidos en azúcares. Los ácidos pueden ser considerados como una reserva más de la fruta, siendo, por consiguiente, de esperar que su contenido decline en el período de actividad metabólica, máxima durante el curso de la maduración (aunque hay alguna excepción).

En la maduración de los cítricos, el contenido de azúcares aumenta y el de ácidos disminuye (Primo-Yúfera, 1982). Por ejemplo, en las naranjas y pomelos el contenido en ácido cítrico disminuye notablemente, las concentraciones minoritarias de ácido málico y otros ácidos varían menos. El pH del zumo aumenta a medida que el fruto madura aunque, por el efecto tampón cítrico-citrato las variaciones son pequeñas.

Ocurre lo contrario en los limones, en los cuales, la acidez libre valorable aumenta al final de la maduración, por lo que disminuye el pH, aunque también lo hace en pequeña escala. Chaves et al. (2001), al estudiar el zumo de lima encuentran en el jugo de los frutos después de madurar, un contenido en azúcares reductores totales más bajos, y un incremento del ácido ascórbico.

Según indican Arthey y Ashurs (1997), los azúcares aumentan en las cerezas y en las ciruelas; en el melocotón disminuyen vitamina C y carotenoides y éstos últimos aumentan en la pera, aunque el cambio de color hacia el amarillo se debe al desenmascaramiento de estos pigmentos al disminuir la clorofila.

De acuerdo con la literatura científica (Moing et al., 1998), habría varias teorías sobre la evolución de los ácidos málico y cítrico en melocotón, étas están relacionadas con la síntesis y catabolismo del malato y citrato. Meredtih et al. (1989) y Chapman y Hovart (1990), coinciden en que el ácido málico aumenta mientras que el ácido cítrico disminuye.

Ackerman et al. (1992), realizan un estudio de la maduración de la manzana (cv Glockenapfel) y observan que la fructosa, sacarosa y glucosa mantienen unos nivelesconstantes después de la cosecha, hasta que se inicia una caída de los mismos. El contenido en sorbitol no varía y los ácidos málico y cítrico disminuyen.

1.1.3. Conservación de frutos.

Desde una visión que podríamos llamar panorámica, actualmente se observa una creciente atención en aspectos de la horticultura relacionados con la vida de los frutos en etapas posteriores a la cosecha, y esto, entre otros motivos, es debido a la constatación de que manipulaciones defectuosas en estado fresco pueden acarrear pérdidas cuantiosas de productos cuya obtención ha requerido importantes inversiones de capital. Hoy se piensa que es preferible esforzarse en mejorar la conservación tras la cosecha que perseguir incrementos en el volumen de la misma, porque es así como se
conseguirán mayores beneficios de los recursos disponibles.

Esta mayor atención postcosecha fundamentalmente va dirigida a una óptima conservación fundamentalmente frigorífica, que es la que más ventajas presenta. La aplicación del frío en sus dos importantes vertientes -refrigeración y congelaciónpermite alargar la vida útil de los alimentos, ya sean frescos o procesados, durante períodos de tiempo relativamente largos con una mínima repercusión en sus
características nutritivas y sensoriales.

1.1.3.1. La necesidad de almacenar.

El cometido de la agricultura consiste en la producción de los comestibles necesarios para la alimentación de hombres y animales. Gran parte de éstos son limitadamente conservables. Una de las tareas de la industria alimentaria es aumentar el tiempo de conservación mediante tratamientos adecuados y permitir así la planificación del suministro de alimentos. Además de la transformación de las zonas desérticas en fértiles, la mejora de procedimientos agrícolas..., es necesario impedir ladescomposición de los alimentos producidos, conservando su sabor y su valor alimenticio.

En los países con clima templado, gran parte de la producción de frutas y hortalizas está confinada a períodos de crecimiento relativamente cortos, por lo que el almacenamiento de productos frescos, una vez pasada la época de cosecha, es esencial para abastecer a la población. En los países tropicales el periodo de producción puede extenderse pero, aún así, el almacenamiento siempre es necesario para prolongar el abastecimiento al consumidor. A medida que mejora el poder de compra del consumidor, las razones del almacenamiento pueden dejar de ser aquéllas consideradas como tradicionales, para tratar, en cambio, de satisfacer sus demandas. Es probable que estas demandas incluyan mejoras en la calidad y en la disponibilidad y, a medida que la presión aumente, se exigirán mejorías en las técnicas de almacenamiento.

Para conservar los alimentos, se han desarrollado diversos procedimientos, algunos de los cuales datan de muchos siglos e incluso milenios.

En la actualidad, la mayoría de los cultivos de raíz y algunas frutas y hortalizas se almacenan por períodos hasta de doce meses, como parte de la cadena normal de mercadeo, y todo tipo de productos son a veces almacenados por unos cuantos días o semanas: porque no hay un comprador inmediato, porque no existe disponibilidad de transporte u otras facilidades esenciales, para prolongar el periodo de mercadeo e incrementar el volumen de ventas...

También, cada vez mayores distancias entre los lugares de producción y los de consumo hacen necesario el desarrollo de técnicas que permitan disminuir las pérdidas.

Una forma de incrementar el periodo de conservación y vida del los frutos es manipulando las condiciones ambientales a las que van a estar sometidas, sin causarles daños fisiológicos. De entre los factores ambientales a controlar, la temperatura sigue siendo el más importante. La utilización de temperaturas bajas, pero superiores al punto de congelación de los tejidos vegetales constituye todavía el método fundamental para conservar los productos de consumo en fresco. A diferencia de otros procedimientos, la conservación por el frío es la única capaz de conseguir que el sabor natural, el olor y elaspecto de los productos apenas se diferencien del género fresco. Ciertamente su conservación es limitada en la cámara frigorífica y una vez sacados de la cámara frigorífica, por lo que deben ser consumidos rápidamente.

1.1.3.2. Causas de la descomposición de los alimentos.

Durante el almacenamiento se producen modificaciones de los alimentos, que disminuyen su valor y conducen finalmente a su descomposición. Se pueden distinguir los siguientes procesos:

Procesos puramente físicos.- El agua es un componente mayoritario en la mayor parte de los alimentos -el principal en el tipo de alimentos del que estamos tratando-. La evaporación del agua tiene como consecuencia no sólo una pérdida de peso, con el consiguiente perjuicio económico, sino que produce también la desecación y contracción de la superficie, junto con coloraciones que perjudican el aspecto de los géneros, disminuyendo su valor comercial. Con la desecación progresiva los géneros se tornan pajizos y fibrosos. Muchas veces se altera también el aroma, ya que con el agua
se volatilizan componentes aromáticos que, en cantidades casi imponderables, condicionan el sabor y el olor específicos.

Procesos químicos y bioquímicos.- En la conservación de alimentos se producen complicados procesos químicos, con intervención de enzimas. Las primeras fases de tales procesos pueden incluso aumentar la palatabilidad; los frutos se cosechan muchas veces antes de su completa maduración y al madurar durante el almacenamiento se completa la formación de azúcar, ácidos y componentes del aroma. Con un almacenamiento prolongado los frutos expelen sus valiosos componentes alimenticios y aromáticos, presentándose en muchos casos fenómenos patológicos. Las modificaciones
deseables se enmascaran con el tiempo con las perjudiciales.Acción de los microorganismos.- Otra causa adicional de la descomposición de los alimentos durante el almacenamiento, son los microorganismos. Los frutos son atacados preferentemente por los mohos. Los componentes principales de nuestra alimentación -hidratos de carbono, grasas, proteínas- son también alimentos para los
microorganismos, los cuales, a través de reacciones metabólicas producen en los alimentos desagradables modificaciones que hacen disminuir su valor.

1.1.3.3. Influencia de varios factores durante el crecimiento en el árbol sobre la conservación de los frutos.

La vida máxima de almacenamiento de un producto cosechado depende del historial de su producción, calidad y madurez en el momento de la cosecha. El momento de la cosecha significa una pausa muy importante en la vida de los frutos, porque en este mismo momento termina la acumulación de materias y del suministro de agua a los tejidos que, hasta ese momento, habían crecido continuamente.
Esto no quiere decir que se corte el hilo de la vida, ya que siguen teniendo vida propia como organismo que respira, que consume sus reservas y en cuyo interior se sigue realizando un complicado proceso metabólico, hasta que finalmente se llega a un envejecimiento que se manifiesta, sobre todo cuando el fruto es víctima del ataque por mohos que producen su putrefacción.

Esta continuidad, que se hace evidente por el desarrollo de procesos fisiológicos semejantes durante las dos fases de existencia, se demuestra también por la interdependencia entre la duración de la conservación y los incidentes que tuvieron lugar durante el período de crecimiento en el árbol. Los efectos de muchos de los factores que tienen una influencia decisiva sobre el crecimiento y desarrollo de los frutos, se pueden observar hasta en los últimos días del período de almacén. Por eso, los métodos y recursos técnicos empleados durante el almacenamiento, sólo son realmente eficaces si los frutos que se almacenan cumplen todas las condiciones que garanticen una buen conservabilidad y no están predispuestos desde el principio a alguna enfermedad. Por consiguiente, es preciso conocer también todos los antecedentes de los frutos destinados al almacén y sus repercusiones en la conservación.

- Influencia de las condiciones del suelo, lugar de crecimiento y diferentes factores climáticos.

Como es sabido, la fruticultura tiene lugar en muy diferentes terrenos, a distintas alturas y en condiciones climáticas muy diversas. Por eso, no es de extrañar que la influencia de estos factores sobre la conservación de los frutos haya sido objeto de múltiples trabajos.

Por ejemplo, en manzana reineta variedad cox Orangen se estudió la diferencia del suelo, obteniendo diferencias entre las recolectadas en suelos pesados y barrosos respecto de las cultivadas en tierras ligeras arenosas o pedregosas. Se observó que las primeras son superiores a las últimas tanto en sabor como en conservabilidad; además, tienen un alto contenido total en nitrógeno, un contenido superior en proteínas y una menor velocidad de respiración.

Respecto a las condiciones climáticas, son de especial importancia -en relación con estas cuestiones- las precipitaciones atmosféricas, su distribución en los diferentes períodos vegetativos y los promedios de temperatura durante el período de vegetación.

Muchas veces, se mantiene la opinión de que las frutas que proceden de sitios montañosos se conservan mejor que las que han crecido en el fondo de un valle o en sitio llano. La importancia decisiva debe corresponder en este caso al estado de madurez en el momento de la cosecha, porque generalmente la fruta que crece en lugares más altos se cosecha en estado menos maduro que la que crece en el fondo del valle.

- Propiedades del árbol y las medidas en el cuidado de los árboles.

Las bases del injerto.- La base no sólo influencia el crecimiento del injerto y se manifiesta en la manera de crecimiento sino que su influencia se extiende también a la conservabilidad de los frutos, por lo que incluso dentro de la misma especie, los frutos de distintos árboles pueden presentar frecuentemente ciertas diferencias en cuanto a conservabilidad.

El abonado.- Con frecuencia resulta extraordinariamente difícil establecer, de manera clara, la acción de los ensayos de abonado sobre el crecimiento de los árboles, aunque todavía es más difícil intentar relacionar el abonado con la conservabilidad de los frutos. La capacidad de las plantas para la absorción de productos minerales depende preponderantemente de la estructura de las raíces, por lo que todos los ensayos de abonado que se realicen con el fin de estudiar la conservabilidad de los frutos producidos deben valorarse con frutos de árboles cuidadosamente seleccionados; es preciso ser muy cauto al valorar los resultados y tener siempre en cuenta el tipo de suelo sobre el que ha crecido el fruto.

Cantidad de fruto en el árbol y su regulación artificial.- La cantidad de fruto en el árbol es un factor de gran importancia en relación con la conservabilidad de los frutos, pues según que el árbol dé una cosecha grande o pequeña, transcurre de manera diferente el proceso de maduración, y su tamaño y estado de maduración es también diferente en el momento de la recolección. Los frutos de árboles con escasa cantidad de fruta, son en general más receptivos para las enfermedades parasitarias y no parasitarias.

Por lo tanto, en el caso de una cosecha pequeña se puede pasar el momento más favorable para la recolección con mucha facilidad, mientras que con un buen contenido en fruta se hace mayor el intervalo de tiempo dentro del cual se puede recolectar sin temor a un efecto perjudicial en relación con la conservabilidad. Por tanto, frutos de árboles poco productivos no son adecuados para el almacenamiento y deben emplearse para otros usos.

En las plantaciones es práctica general eliminar una parte de los frutos en los árboles demasiados cargados (aclarado), pero no se debe extremar la medida, pues de lo contrario aumenta mucho la tendencia -en los frutos almacenados- a la formación de manchas pardas. En general, la conservabilidad de los frutos resulta perjudicada por todas aquellas operaciones que provocan un fuerte desplazamiento de la relación de la superficie asimiladora de las hojas a la superficie de los frutos acumuladores de reservas alimenticias a favor de la primera.

Por lo tanto, para aprovechar la conservabilidad característica de cada especie es preciso evitar todo lo que puede reducir a la larga la cosecha dada por el árbol y de lugar a cosechas alternantes. Los frutos conservables durante más tiempo proceden de árboles adecuadamente podados desde jóvenes, que se mantiene sanos mediante tratamientos reguladores contra las plagas y que son abonados armónicamente y dan todos los años cantidades medias de fruto.

Estado de maduración en el momento de la cosecha.- Los factores mencionados en los párrafos anteriores tienen un efecto bastante considerable sobre la conservabilidad de los frutos, en parte porque modifican el proceso de maduración de los frutos en el árbol, acelerándolo o haciéndolo más lento. Sin duda alguna, el estado de maduración en el momento de la cosecha y del almacenamiento es de una importancia decisiva.

Si se recolecta demasiado pronto se corre peligro de que aparezcan manchas pardas en la piel durante el período de almacén y los frutos tienen una gran tendencia a contraerse. Por otro lado, si se pasa el momento correcto para cosechas los frutos, debe contarse con un elevado porcentaje de frutos en putrefacción incipiente. Por eso supone una gran ventaja el disponer de un método que permita la determinación exacta del estado de maduración de los frutos, para poder establecer así el momento optimo de la recolección.

Influencia de la variedad.- Es conocido que las distintas variedades son muy diferentes entre sí a este respecto, por lo que se necesita un conocimiento de las variedades apoyado sobre una dilatada experiencia para poder valorar correctamente cada una de las clases, con objeto de poder decidir si por sus propiedades son adecuadas para el almacenamiento en frío o si debe prescindirse de ello.

1.1.3.4. Efecto de la temperatura, humedad relativa y tiempo de almacenamiento sobre la composición.

Temperatura.- El periodo de almacenamiento depende en gran medida de la temperatura a la cual se mantienen los frutos. La Tabla I.1.3.4.1. recoge las recomendaciones de las condiciones de conservación (temperatura, humedad relativa y plazo de conservación) de algunas frutas.

Cuando se separan de la planta madre, las frutas son aún tejidos vivos que continúan respirando y transpirando. Existe una relación inversa entre la actividad respiratoria y el periodo de almacenamiento. Así, frutos que ofrecen menor actividad respiratoria permitirán conservar sus cualidades un mayor periodo de almacenamiento, pudiéndose prolongar. Este efecto se comprueba en los resultados analíticos obtenidos en esta Memoria para los distintos genotipos de Chaenomeles.

En la respiración se consumen sustancias de reserva, hay desprendimiento de CO2 y calor, que no pueden ser repuestos como sucede cuando el fruto está ligado al árbol y realiza la función clorofílica. A mayor intensidad respiratoria (mg CO2/ Kg•h) corresponde mayor calor de respiración (Kcal / Tm•h), se avanza más rápidamente hacia la senescencia y es menor la vida potencial. El calor de respiración disminuye con la temperatura, por tanto a bajas temperaturas, la senescencia se retrasa y aumenta la vida útil del fruto.

Del estudio de las reacciones químicas, se conoce que toda reducción de la temperatura se traduce en un descenso de la velocidad a la que cambia cualquier parámetro, respiración, vitamina C, textura. Sin embargo, los efectos de la reducción de la temperatura sobre los distintos factores fisiológicos no son uniformes. Pequeñas reducciones en el rango superior de temperatura considerado sólo consiguen incrementar muy ligeramente la vida útil; en cambio, reducciones de temperatura también pequeñas, en las proximidades de 0 ºC, consiguen mejorarla de un modo más acusado, incluso el descenso de solo 1 ºC en esta zona ejerce un efecto significativo (Wills et al., 1990).

Tabla I.1.3.4.1. Guía general de exigencias almacenamiento para frutas.

Frutas

Temp ºC
Humedad relativa %
Tiempo de almacén

Manzana

-1 a 0
85-90
2-4 meses

-1 a 4
90-95
1-12 meses

Plátanos

6 a 12
85-90
1-3 semanas

Cerezas

-1 a 0
85-90
1-4 semanas

-1 a -0.5
90-95
2-3 semanas

Limón (verde)

11 a 15
85-90
1-4 meses

10 a 13
85-90
1-6 meses

Limón (amarillo)

0 a 5
85-90
3-6 semanas

Naranja

2 a 7
85-90
1-4 meses

Melocotón

-1 a 1
85-90
1-4 semanas

Kiwi

0
90-95
3-5 semanas

Pera

-1
90
2-4 meses

-1.5 a 0.5
90-95
2-7 meses

Membrillo

0
90
2-3 meses

-0.5 a 0
90
2-3 meses

Fresa

0
85-90
1-3 semanas

0
90-95
5-7 días

Adaptado de Holdswoth (1988); McGregor (1989)

Los productos frutícolas son susceptibles a las alteraciones patológicas principalmente por hongos -en especial Penicillium expansum en frutos de pepita-, y en menor medida por levaduras. A bajas temperaturas se ralentiza el crecimiento microbiano y en algunos casos puede llegar a detenerse, como ocurre con Rhizopus. El estado de madurez del fruto también influye en la contaminación fúngica, pues cuando el fruto está verde contiene sustancias antifúngicas, que al avanzar la maduración disminuyen en concentración, como por ejemplo la cumarina. Por tanto, la refrigeración hace descender la temperatura de los productos recolectados, descendiendo la intensidad respiratoria, las pérdidas de agua del producto y el crecimiento microbiano.

Con la transpiración se pierde agua que no puede suministrarse, lo que lleva al arrugado, deformación y marchitez. Cuanto menor sea la temperatura y mayor la humedad relativa de almacenamiento, menor será la transpiración. La evaporación del agua y la pérdida de peso ligada con ella disminuyen con la disminución de la tensión de vapor, que es a su vez más baja cuanto más baja es la temperatura. Igualmente ocurre con la presión de vapor en la conservación de los componentes aromáticos.

Por tanto, la refrigeración hace descender la temperatura de los productos recolectados, descendiendo a su vez la intensidad respiratoria, las pérdidas de agua del producto y el crecimiento microbiano.
Rodríguez et al. (1999) demuestran cómo, en el caso de melocotones, el almacenamiento a 10-12 ºC revela diferencias significativas en algunos de los parámetros estudiados (pH, acidez valorable...) en función de la duración del mismo.

Efecto de la humedad relativa.- Cuando existe diferencia entre la tensión de vapor del agua de la atmósfera circundante al fruto y la matriz interna del fruto, próxima a saturación, se produce el fenómeno de transpiración del fruto y con élla una pérdida de agua (Durán, 1983), lo que motiva el interés de mantener una humedad relativa elevada y constante durante el periodo de conservación entorno al fruto para prevenir las pérdidas de peso.

Esto ha de ser compatible con una buena conservación del fruto, pueshumedades relativas excesivas pueden favorecer alteraciones indeseables debidas a fenómenos de condensación de agua sobre los frutos. Ya que la disminución de la temperatura supone también reducir la pérdida de peso en los frutos como consecuencia de la transpiración, la pérdida de agua crea en el fruto un envejecimiento que produce el arrugado de la piel y la pérdida de firmeza en la textura. Para evitar este problema, junto con el empleo de bajas temperaturas se utilizan humedades relativas elevadas. En general, la humedad relativa puede ser tanto más elevada cuanto más baja es la temperatura.

Los frutos del género Chaenomeles presentan es su superficie un recubrimiento céreo similar al del género Malus, lo que permite controlar la evapotranspiración propia del fruto, las pérdidas de peso por deshidratación, así como alteraciones de la textura y evolución durante la senescencia.

1.1.4. Valoración de la calidad de frutas y zumos de frutas.

1.1.4.1. Calidad de las frutas.

La calidad de un producto alimenticio, se refiere a un conjunto de propiedades que se aprecian de forma diferente según quien lo contemple:

- Para el productor, la calidad va unida a productividad.
- Para el almacenista y transportista viene condicionada por su estabilidad, aspecto, presentación y resistencia a manipulaciones.
- Para el industrial, la calidad depende de la aptitud tecnológica del producto y de la buena aceptabilidad por parte de los consumidores.
- Para los responsables comerciales depende, en un primer momento, del aspecto externo, esto es, de los caracteres organolépticos.- Para los servicios de inspección está en relación con su composición química, bioquímica y sus características microbiológicas.

Y por último;
- Para el consumidor, el concepto de calidad es algo claramente subjetivo, ya que no dispone de medios que le permitan evaluar la calidad nutritiva e higiénica y el valor comercial de los alimentos (Adrián y Fragüe, 1990; Torija, 2002).

El concepto de calidad en fruta ha ido evolucionando a lo largo del tiempo. Al principio, como se acaba de explicar, la percepción de la calidad era diferente según el interés particular de cada uno de los agentes que intervenían en el proceso de producción (productor, comerciante o consumidor); sin embargo, cada vez hay más coincidencia entre los sectores implicados ya que todos éllos tienden a acercar sus criterios hacia los que impone el consumidor, en los que el estado de maduración de la fruta que compra juega un papel fundamental (Monin, 1970).

El precio de la fruta cada vez está más ligado a la calidad del producto final y, por ese motivo, las explotaciones frutícolas planifican su proceso productivo con miras a satisfacer al máximo las exigencias del sector comercial.

Normalmente se entiende por calidad, la calidad global, pero ésta incluye diferentes tipos o aspectos de la calidad (Charley, 1987; Board, 1989; Maroto, 1990; Shibamoto y Bjeldanes, 1996; Schreimer et al., 2000; Sánchez-Mata, 2002), entre los que podríamos destacar:

Calidad organoléptica o sensorial, aquélla que capta el consumidor directamente con sus sentidos, y se refiere al color, sabor, aroma, textura (consistencia).

Calidad nutritiva, que está relacionada con la capacidad de los alimentos de proporcionar todos los nutrientes que favorezcan una buena salud y eviten la aparición de enfermedades.Calidad sanitaria, que tiene en cuenta la presencia o ausencia de tóxicos naturales, contaminantes y/o microorganismos patógenos, que pueden dar lugar a una acción tóxica.

Las distintas fases de la producción en la obtención de las frutas, son de gran importancia, ya que inciden en su composición. Hay que tener en cuenta las semillas utilizadas (factores genéticos), las condiciones de cultivo, -como tipo de suelo, características del agua de riego, uso de fertilizantes, productos fitosanitarios, etc.- y tratamientos postcosecha, factores que inciden en la calidad del producto obtenido. A este respecto, en la actualidad, existen diferentes formas de producción agrícola, entre las que se encuentran la Agricultura ecológica, la Agricultura sostenible, o la Producción integrada, alguno de cuyos objetivos son el obtener alimentos más nutritivos y saludables, a la vez que se preserva el medio ambiente; en todo caso se intenta optimizar la calidad extrínseca e intrínseca del producto: calidad organoléptica, contenido de nutrientes o calidad nutritiva, presencia de residuos, etc. (Somogyi et al., 1996; Torija, 2002).

Respecto a la calidad nutritiva, el propio consumidor juzga la calidad en función de determinadas circunstancias ya mencionadas, como son la satisfacción del gusto personal, en lo que a caracteres sensoriales se refiere, y el pensamiento de que el alimento le aporta nutrientes para su buen estado de salud. Actualmente se observa un creciente interés por los compuestos “bioactivos” de los alimentos, de gran valor, asimismo, para el buen funcionamiento del organismo. La calidad nutritiva de los alimentos viene dada por los nutrientes que nos proporcionan. Existen los denominados
macronutrientes y los micronutrientes; los primeros se requieren en mayor proporción y son: proteínas, carbohidratos y lípidos; entre los segundos se incluyen otros componentes que se necesitan en menor cantidad, aunque son fundamentales para el organismo, por intervenir en los más variados procesos; son las vitaminas y los elementos minerales, ácidos grasos y aminoácidos esenciales. Hoy en día se da gran importancia a compuestos bioactivos denominados “fitoquímicos” que no son nutritivos, pero sí de importancia para la salud.En lo que se refiere a la gestión de la calidad, se han establecido distintos sistemas, entre los que actualmente se hace referencia a la “trazabilidad” que es la capacidad de reconstruir la historia de un producto a partir de un sistema documentado
de registros. Este sistema no está totalmente implantado en el sector hortofrutícola, aunque ofrece la ventaja de conocer el origen del producto y de dar a los consumidores una mayor seguridad, ya que es el sistema de identificación y control de todo el proceso recorrido por el producto desde su producción hasta su venta (Giambanco de Ena, 1999). El control de calidad durante el almacenamiento, especialmente del almacenamiento refrigerado, es muy importante porque se ha invertido más capital y los riesgos son mayores.

Estandarización.- En la actualidad casi todos los productos agrícolas de los países desarrollados son comercializados basándose en estándares oficiales establecidos por leyes nacionales o internacionales. La estandarización puede comenzar como un proceso informal en virtud del cual un cliente o comprador, que trata con un proveedor o productor, requiere el abastecimiento regular de un tamaño, color o madurez particulares. La evolución de la estandarización en los países desarrollados ha sido un proceso continuo de muchos años y aun no está completa. A medida que cambian las
preferencias del mercado y las exigencias del consumidor, también cambian los estándares y grados de calidad establecidos.

1.1.4.2. Índices de madurez en frutas. Indicadores de calidad.

Determinar el momento adecuado para comenzar a cosechar la fruta -como se ha comentado en el epígrafe I.1.3.-, es uno de los aspectos más importante en su producción, ya que de él depende la calidad de la fruta que obtengamos y el comportamiento que tendrá después de ser cosechada y almacenada. En gran parte, en función de lo acertado que sea el momento de cosecha, mejores serán los rendimientos en calidad que se obtengan y, por consiguiente, en sus posteriores utilidades. En los últimos, años los esfuerzos en cuanto al manejo postcosecha se han orientado a mejorar las condiciones de conservación después de la recolección, habiendo tenido muy en cuenta un momento óptimo para la misma. En este aspecto, dependiendo de la especie frutícola de que se trate (Kader et al., 1989), los atributos de forma, tamaño, color, textura, contenido de agua, cantidad de fibra y brillantez, son indicadores del grado de madurez y/o calidad organoléptica de los frutos (Floros, 1993). Además, es determinante en el precio, en algunos casos de manera extraordinaria, como lo es por ejemplo en el níspero, que en regiones de Australia y de Europa se le ha considerado como un producto de lujo.

El fruto pasa a lo largo de su vida por una serie de etapas caracterizadas por una secuencia de continuos cambios metabólicos. La etapa más importante y compleja en el desarrollo de la fruta es el proceso de maduración, que puede dividirse, a su vez, en dos fases: la fase de maduración fisiológica y la de maduración organoléptica.

La madurez fisiológica o de consumo (ripe), es aquélla en la que la fruta presenta sus mejores condiciones de consumo, y la madurez comercial, organoléptica o de cosecha (mature), es el estado de desarrollo del fruto que asegura la continuación del proceso de madurez, una vez separado del árbol, para obtener las óptimas condiciones de palatabilidad en la época de consumo. La maduración organoléptica hace referencia al proceso por el cual las frutas adquieren las características sensoriales que las definen como comestibles. Por lo tanto, se trata de un proceso que transforma un tejido
fisiológicamente maduro pero no comestible en otro visual, olfatoria y gustativamente atractivo (Leopold y Kriedemann, 1975).

El grado de madurez de la fruta al momento de la cosecha es un factor de primera importancia, debido a que de él depende principalmente la palatabilidad y aceptación del producto por el consumidor, además de la duración de almacenamiento.

Cuando la fruta se cosecha inmadura, aunque reciba los más adecuados manejos de postcosecha, la calidad comestible y de presentación será inferior que la que se cosecha con la madurez óptima y es, además, muy susceptible a desordenes fisiológicos que disminuyen considerablemente el periodo de almacenamiento y la aptitud comercial,debido a que son frutos con escaso desarrollo de color, serán ácidos, más duros y más propensos a deshidrataciones durante el almacenamiento. También una cosecha prematura implicará pérdidas de kilogramos de fruta, pues éstas son más pequeñas. Así
como también la fruta que se cosecha muy madura no resistirá un almacenamiento prolongado, debido a la rápida merma de sus cualidades organolépticas, como también de la predisposición a ciertas alteraciones fisiológicas, y se hace más susceptible al ataque de microorganismos patógenos causantes de su pudrición.

Por todo lo dicho, debido a la importancia de obtener frutos con unas características de madurez óptimas, tanto para el consumo, como para su frigoconservación, de forma que lleguen con las mejores condiciones organolépticas posibles al consumidor, es conveniente disponer de índices para determinar el momento óptimo de recolección. También son útiles y existen, algunos índices que sirven o para
seguir la maduración en el árbol o la evolución de la calidad organoléptica durante la frigoconservación y posterior maduración a temperatura ambiente (Knee et al., 1989).

Un índice de madurez, para ser de valor y cumplir con su objetivo, debe experimentar cambios notorios al aproximarse la misma, para así determinar el comienzo del periodo de cosecha y asegurar la obtención de fruta con óptima calidad en cuanto a sabor y comportamiento en almacenaje. Los índices de madurez deben ser consistentes a través de los años, representar una madurez producida en diversas situaciones, su determinación debe ser hecha por métodos simples y de fácil realización en el campo.

Estos índices son distintos para las distintas frutas (Tabla I.1.4.2.1), por ejemplo Yommi et al. (2002) sugieren que para cerezas el índice de madurez adecuado es el contenido en sólidos solubles totales. Otros autores indican que para limones es el rendimiento en zumo, para naranja y mandarina, contenido en jugo y la relación sólidos solubles/ácidos, para manzana y pera, presión máxima y mínima de la pulpa.

En general, se pueden englobar en dos tipos los métodos para determinar la época más adecuada de cosecha:

Tabla I.1.4.2.1. Distintos índices de madurez para frutas.

Índices de madurez
Frutas

Días transcurridos desde la floración hasta la cosecha

Manzanas, peras

Desarrollo de la capa de abscisión

Algunos melones, manzanas

Morfología y estructura de la superficie

Formación de la cutícula en uvas

 

Malla en algunos melones

 

Brillo de algunos frutos (desarrollo de cera)

Tamaño

Todas las frutas

Gravedad específica

Cerezas, sandías

Propiedades de textura: Firmeza

Manzanas, peras, frutos de hueso

Color externo

Todas las frutas

Color y estructuras internas

Color de la pulpa en frutas

Factores composicionales

 

       Contenido en almidón

Manzanas y peras

       Contenido en azúcares

Manzanas, peras, frutos de hueso, uvas

       Contenido en ácidos, proporción azúcar/ácido

Granada, cítricos, papaya, melones, kiwi

       Contenido en zumo (jugo)

Cítricos

       Contenido en aceites

Aguacate

       Astringencia (contenido en taninos)

Caqui, dátiles

       Concentración interna de etileno

Manzanas, peras

Kader (1983)

 

Métodos prácticos, que requieren una gran experiencia y conocimiento de una zona determinada, de un huerto en particular y de una variedad.
Métodos técnicos, los cuales requieren de instrumentos especiales para determinar la época de cosecha.

Se usa una combinación de ambos tipos de índices, debido a que no es una buena práctica tomar como referencia de cosecha un sólo índice, ya que se puede tener, por ejemplo, una temporada con mucha radiación o tener buen color para cosechar, pero puede que los sólidos solubles no sean todavía los adecuados.

Como métodos prácticos, entre otros se pueden citar:

Días desde plena flor: es para algunas especies uno de los métodos prácticos más fiables, por ser un periodo más o menos constante, pero no hay antecedentes completos.
Oscurecimiento de la semilla: para algunas frutas, cuando las semillas toman un color café oscuro, indica que es el momento aproximado de cosechar.
Cambio de color de la fruta: cuando se va acercando a la madurez, ésta va cambiando el color de fondo o el color de cubrimiento. Se usa una tabla de colores para cada variedad.
Fácil desprendimiento de la fruta: cuando se acerca la madurez, el pedúnculo va perdiendo resistencia. Si al tomar el fruto suavemente hacia arriba se separa del dardo, es el momento de entrar a cosechar.

Entre los métodos técnicos se encuentran:

Firmeza de la pulpa: el principal objetivo de esta prueba es controlar la maduración de los frutos después de cosecha. Para realizar esta prueba deben usarse entre 15 y 20 frutos, con dos determinaciones por fruto. Se realiza con un presionómetro (Figura I.1.4.2.1.).

Figura I.1.4.2.1. Presionómetro.

 

Contenido de sólidos solubles: los azúcares van aumentando a medida que la fruta se desarrolla. La cantidad de azúcar (grados Brix) se mide con un refractómetro (Figura I.1.4.2.2.) y la cantidad de almidón por el test de yodo.

Figura I.1.4.2.2. Refractómetro.

Combinación de contenido de sólidos solubles y firmeza de la pulpa como índice de madurez: la combinación de ambos puede predecir con bastante precisión el momento de cosecha, pero en especial para peras y manzanas hay algunas variaciones de los valores óptimos para cada lugar. Pectinas: el ablandamiento de la fruta, en algunos casos, está asociado con la hidrólisis de la protopectina o material cementante insoluble de la pared celular, a pectina soluble en melocotones, peras y manzanas. Hay un incremento de pectina soluble y menos insoluble, pero el total de pectinas permanece constante.

Acidez: puede expresarse como acidez titulable y como pH o concentración de iones. Es característico en algunas especies, por ejemplo en manzanas la acumulación de ácidos (málico y cítrico como mayoritarios) aumenta con el desarrollo del fruto y declina luego de la cosecha.

Los indicadores de calidad catalogados como técnicos o físico-químicos pueden ser considerados como tradicionales en el mundo de la fruta. Su aplicación suele ser sencilla y los resultados se obtienen en poco tiempo, aunque su correlación con el grado de maduración y con la calidad según el criterio del consumidor rara vez es completamente satisfactoria. De hecho, suele ser necesario utilizar varios de ellos conjuntamente para poder garantizar un control adecuado de la calidad de la fruta analizada. Los más utilizados son el color, la firmeza, el contenido en sólidos solubles y la acidez valorable, siendo todos ellos de empleo muy práctico. Los métodos prácticos, como el número de días desde plena floración, la intensidad de respiración y la producción de etileno son más indicados para estudiar las características fisiológicas (Knee, 1993).

A medida que ha ido pasando el tiempo ha surgido la necesidad de contar con nuevos métodos para determinar la calidad de la fruta. A pesar de existir una gran cantidad de formas de determinar el estado de madurez del fruto, casi todos son métodos destructivos.

Debido a este último motivo, han surgido unos pocos métodos no destructivos para determinar la madurez, basados en características que ya antes se medían con métodos tradicionales, como son el color, la firmeza, etc.Colorímetro- Uno de los nuevos avances en determinar el estado de madurez de las frutas es mediante un colorímetro. El colorímetro usa sensores que simulan el modo en que el ojo humano ve el color. El colorímetro expresa el color en forma numérica y cuantifican la diferencia de color entre un estándar y una muestra de producción. La determinación del color por parte de este instrumento se basa en los tres elementos primarios de los colores, que son:

a) Color (Hue)
b) Luminosidad (Value)
c) Saturación (Chroma)

Con los cuales, se forma un sistema asignándole a cada elemento un valor numérico correspondiente a L*, a*, b* respectivamente, donde L* es la luminosidad y a* y b* son la saturación.

Figura I.1.4.2.3. Colorímetro (Minolta CR-300).

Las mediciones se realizan a un número de frutos para determinar su estado de madurez según el color que presenta. El colorímetro analiza estas mediciones y proporciona un informe en el cual da los valores máximos, mínimos y medios de L*, a* y b*, y con estos últimos son con los que se trabaja.Los valores medios se integran a una fórmula y se obtiene un valor que corresponde a un determinado color según una tabla de colores.

Firmeza.- La firmeza en muchas frutas es uno de los más importantes factores de calidad, por lo cual se han estado evaluando diversos sensores de firmeza que tienen la particularidad de no ser destructivos; pero son sistemas que todavía se encuentran en una etapa embrionaria y que hasta el momento no han dado buenos resultados, siendo todavía el presionómetro más exacto que estos sensores.

El motivo de buscar un sensor que pueda determinar la firmeza de la fruta, se debe a que con el método tradicional se siguen produciendo pérdidas en embarque que llegan hasta un 10% por fruta muy blanda.

Aromas.- Las características fundamentales que determinan la calidad organoléptica del fruto son la ausencia de defectos, la textura, el “flavor” y el aspecto externo (incluyendo el tamaño, color y forma). Todas ellas se pueden correlacionar con un determinado grado de maduración.

A diferencia de los dos primeros, el “flavor” es un atributo muy complejo, ya que está determinado por el equilibrio entre los ácidos, los azúcares y los componentes volátiles principalmente (Monin, 1970). En definitiva, el “flavor” es el resultado de combinar tres propiedades sensoriales diferentes pero complementarias -gusto, el olor y aroma-, siendo esta última su principal componente (Panasiuk et al., 1980). De las tres, el gusto es la menos importante. El olor es, después del color, la propiedad que nos afecta más significativamente a la hora de aceptar un alimento. El olor es la percepción,
por medio del olfato, de las sustancias volátiles liberadas desde los alimentos de forma espontánea a temperatura ambiente.

Aunque se han desarrollado muchas teorías que intentan explicar como se genera la percepción del olor a nivel molecular, la teoría más aceptada es la del encaje o acoplamiento (Amore, 1970). El olor debe diferenciarse claramente del aroma, que es la percepción de las sustancias aromáticas después de introducirse los alimentos en la boca y trocearlos, llegando al sistema olfativo por vía retronasal. El olor y el aroma característico de cualquier fruta es debido a la existencia de sustancias aromáticas presentes en la piel y en la pulpa (Buttery, 1981; Fellman et al., 1993) formando una compleja mezcla de componentes orgánicos muy relacionados con el proceso de maduración, ya que la mayoría se sintetizan durante la fase climatérica (Tressl y Drawert, 1973).

Para interpretar el aroma de un fruto es necesario conocer la naturaleza, cualidad, cantidad e intensidad aromática de cada componente (Medina et al., 1994).

También es importante conocer a lo largo del desarrollo del fruto, como se modifica su composición en cantidad y en tipo de sustancias (Nursten, 1970).

Recientemente se han empezado a investigar técnicas de valoración de calidad basadas en la medición de los compuestos aromáticos. La ventaja de estas técnicas es su buena correlación con las características organolépticas de la fruta (López et al., 2000).

Sin embargo, su compleja aplicación sólo las hace aconsejables en estudios en los que se evalúen diferentes técnicas de producción, y no para un uso rutinario de control de calidad de las partidas de fruta que llegan a una cooperativa.

A pesar de que los primeros intentos de identificación de compuestos aromáticos se dieron en la primera mitad del siglo XX, su éxito fue reducido debido a la instrumentación físico-química existente (Medina et al., 1996). Hay que tener presente que la concentración media de las sustancias aromáticas en la fruta no suele superar los 50mg/kg, encontrándose valores máximos para cada sustancia del rango de l00 μg/kg (Mattheis et al., 1991). La evolución tecnológica hace que hoy en día el análisis de los componentes aromáticos se realice a través de cromatografía de gases combinada con
espectrometría de masas (Dimick y Hoskin, 1983).

Otros métodos.- Tanto la tecnología basada en ultrasonidos como la espectroscopía en el infrarrojo cercano son tecnologías que están siendo consideradas como alternativas no destructivas para monitorizar la calidad de la fruta. Su uso no se ha generalizado, fundamentalmente, porque son técnicas todavía inmaduras sobre las que se tiene que trabajar para eliminar sus inconvenientes. Por ese motivo existennumerosos trabajos de investigación en los que se presentan resultados obtenidos sobre diferentes variedades de fruta.

Mediciones con ultrasonidos.- Los parámetros que se extraen de las mediciones son la atenuación que sufre la onda acústica en su recorrido y la velocidad con la que atraviesa la carne del fruto. Las mediciones se repiten variando la posición de las sondas emisora y receptora para reducir la variabilidad debida a la posición en la que se mide la pieza. Diversos trabajos (Mizrach et al., 1996; 1997) prueban que existe un grado de correlación entre los parámetros acústicos y determinados indicadores de calidad, como la firmeza en el aguacate o la acidez y los contendidos de azúcar en mango. De todas formas, a los problemas de acoplamiento entre las sondas y las piezas de fruta se suma la escasa repetitividad de resultados, inconveniente que requiere realizar múltiples mediciones para obtener una media significativa de los parámetros acústicos deseados.

Espectroscopía de infrarrojo cercano.- La espectroscopía de infrarrojo cercano (Near-infrared spectroscopy, NIR) es una técnica no destructiva con la que se están realizando numerosos estudios sobre fruta. Bellon-Maurel y Vigneau (1995) y Lammertyn et al. (1998), presentan dos trabajos en los que se intenta determinar el contenido en sólidos solubles, acidez y firmeza en manzanas, mientras que en Slaugther (1995), se puede encontrar un estudio para determinar la calidad interna de melocotones y nectarinas midiendo sólidos solubles y contenido total en azúcares, sorbitol y clorofila. El principio en el que se basa la técnica es caracterizar la reflectancia de la pieza de fruta ante diferentes longitudes de onda. Una medición típica incluye mediciones espaciadas 10 nm entre 900 y 1400 nm. Utilizando técnicas basadas en difracción se conduce la luz a través de fibra óptica hasta la superficie de la pieza a caracterizar, que a su vez recoge la luz reflejada. Sobre los índices de refracción en todo el margen frecuencial se pueden extraer multitud de parámetros, como la primera o segunda derivada del espectro. Estos parámetros, junto a técnicas de reconocimiento de patrones, permiten realizar predicciones o clasificaciones de la fruta en función de su estado de maduración. De todas maneras, en muchas variedades la técnica no tiene suficiente resolución como para predecir determinados parámetros.


Autor:
Rosario Vila López (Licenciada en Tecnología de Alimentos)

 

 

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