Producción de etileno

Tanto los frutos testigo como los tratados con calcio almacenados a 20 °C presentaron un aumento en la producción de etileno (Figura 1A), alcanzando su máximo al sexto día de evaluación, siendo el testigo el de mayor producción (295.59 µL∙kg^-1∙h^-1). Lo anterior pudo ser debido a que el calcio es un ion que se relaciona con diversos procesos fisiológicos en los frutos, mantiene la estructura de las membranas, retarda la senescencia y mantiene la compartimentalización celular, inhibe la respiración y regula la producción de etileno (^{Cline & Hanson, 1992}; ^{Ferguson et al., 1995}; ^{Hofman et al., 2002}; ^{Saucedo-Hernández, Martínez-Damián, Colinas-León, Barrientos-Priego, & Aguilar-Melchor, 2005}).

En los frutos almacenados por tres semanas, solamente el segundo día, de exposición a temperatura ambiente con 0.3 y 0.5 % de aspersiones de nitrato de calcio, presentó menor valor (Figura 1B). En este sentido, Tingwa y Young (1974) y ^{Saucedo-Hernández et al. (2005)} indicaron que el calcio reprime la producción de etileno en frutos de aguacate.

Para el caso de los frutos almacenados durante cinco semanas en refrigeración, los tres tratamientos presentaron su máximo de producción de etileno tres días después de ser trasladados a temperatura ambiente. Sin embargo, el tratamiento con 0.5 % de nitrato de calcio presentó menor valor de etileno (Figura 1C), y la aplicación de calcio al 0.3 % no mostró diferencia significativa con respecto del testigo.

Figura 1. Producción de etileno de frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados en temperatura ambiente (A), en refrigeración a 5 °C por tres (B) y cinco semanas (C). Después de refrigeración, los frutos se maduraron a 20 °C. Cada punto representa la media de tres observaciones ± error estándar. 

^{Poovaiah (1993)} y ^{Saucedo-Hernández et al. (2005)} mencionan que la producción de CO₂ y etileno es menor en frutas que han sido tratadas con calcio, en las cuales disminuyó el ablandamiento y mejoró la calidad de la fruta. Los frutos almacenados en refrigeración presentaron producción máxima de etileno tres días antes que los frutos almacenados a temperatura ambiente. Lo anterior puede ser explicado por el hecho de que las temperaturas bajas provocan estrés que impide que se forme etileno, pero no ACC (1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico); por ello, una vez que se saca el producto de refrigeración se forma el etileno más rápidamente (^{Saucedo-Hernández et al., 2005}; ^{Wang, 1982}).

Respiración

Los frutos testigo almacenados en temperatura ambiente presentaron su producción máxima de CO₂ el día siete de evaluación, mostrando valores de 118.66 mg de CO₂∙kg^-1∙h^-1. Los tratamientos con 0.3 % de calcio obtuvieron su producción máxima el día ocho con 117.74 mg de CO₂∙kg^-1∙h^-1, y los tratados con 0.5 % su máximo fue el día siete con 114.48 mg de CO₂∙kg^-1∙h^-1 (Figura 2A). Dichos valores fueron más bajos a los obtenidos por ^{López-López y Cajuste-Bontemps (1999)}, quién al madurar frutos de aguacate cv. Hass, almacenados a 5 °C durante 28 días, obtuvo 158 mg de CO₂∙kg^-1∙h^-1 como valor máximo de climaterio.

Por otra parte, el testigo y los tratados con 0.3 % de nitrato de calcio almacenados por tres semanas a 5 °C presentaron aumento en la producción de CO₂, alcanzando su máximo a los tres días de ser transferidos a 20 °C; mientras que, los tratamientos con 0.5 % de nitrato de calcio alcanzaron su máximo cuatro días después de ser transferidos a temperatura ambiente (Figura 2B). Es muy conocido que el calcio retrasa la maduración, decrece la respiración de los frutos y la emisión de etileno, retardando levemente la elevación climatérica y reduciendo el máximo climaterio (^{Marcelle et al., 1989}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}). Además de lo anterior, el calcio retarda la senescencia debido al decremento de la actividad de las lipoxigenasas, el contenido de ACC y la emisión de etileno (^{Marcelle, 1991}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}).

Por otro lado, los tratamientos testigo también presentaron mayor daño por frío, lo cual puede ser asociado con mayor producción de CO₂; ya que ^{Cerdas-Araya et al. (2006)}, ^{López-López y Cajuste-Bontemps (1999)}, ^{Saucedo-Hernández et al. (2005)} y ^{Wang (1982)} señalan que los incrementos en la respiración en frutos como plátanos, cítricos y aguacate se asocian con daños por frío, dados por una alteración irreversible en los procesos metabólicos.

Los resultados obtenidos de los frutos de aguacate ‘Hass’ almacenados por cinco semanas en refrigeración (5 °C) muestran que los tres tratamientos presentaron su respiración máxima a los tres días de ser trasladados a 20 °C, siendo el testigo el que mostró producción mayor de CO₂ (Figura 2C); observándose nuevamente un efecto favorable de la aplicación de calcio. Aunque los niveles alcanzados de CO₂ en 5 °C tienen mayor producción comparados con los almacenados a temperatura ambiente. Al respecto, varios investigadores han documentado respiración anómala durante o después de la exposición al frío de plantas sensibles, donde inicialmente incrementa la respiración al exponerse a temperatura baja para disminuir posteriormente. El aumento desmedido de respiración que se presenta una vez transferido el producto a temperaturas mayores (>15 °C) puede volver a su nivel normal o permanecer alto; lo anterior está sujeto al tiempo de exposición en temperatura crítica o menor (^{Lyons, 1973}; ^{Lyons & Breindenbach, 1987}; ^{Makino, Oshita, Kawagoe, & Tanaka, 2008}; ^{Monroy-Gutiérrez, Valle-Guadarrama, Espinosa-Solares, Martínez-Damián, & Pérez-López, 2013}; ^{Valle-Guadarrama et al., 2013}).

Figura 2. Producción de CO₂ de frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados en temperatura ambiente (A), en refrigeración a 5 °C por tres (B) y cinco semanas (C). Después de refrigeración, los frutos se maduraron a 20 °C. Cada punto representa la media de tres observaciones ± error estándar. 

Contenido de calcio

El análisis de varianza detectó diferencias significativas en el contenido de calcio en el exocarpio de los frutos, siendo el tratamiento con 0.5 % el que presentó concentración mayor (0.085 % con base en el peso seco). ^{López, Tirado, y Aguilar (1991)} encontraron contenidos entre 0.189 y 0.227 % asperjando 0.5 % de nitrato de calcio 45 días antes de la cosecha; los cuales son muy altos comparados con los encontrados en la presente investigación (Figura 3). Esta diferencia puede ser debida a que el calcio es un nutrimento de baja movilidad en los tejidos vegetales (^{Herrera-Basurto et al., 2007}; ^{Hofman et al., 2002}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}; ^{Swarts, 1984}), siendo posible que al aplicar con anterioridad se haya incrementado su penetración en las hojas y su posterior traslocación hacia el fruto, como puede notarse más adelante en los resultados obtenidos.

Figura 3. Concentración de calcio (% con base en peso seco) en el exocarpio y mesocarpio de aguacate ‘Hass’, tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas. Valores con la misma letra entre barras del mismo color no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05). 

Con respecto a la concentración de Ca en el mesocarpio, el análisis de varianza detectó diferencias significativas, siendo los tratamientos con 0.3 y 0.5 % (0.081 y 0.084 % de calcio) superiores al testigo (0.078 % de calcio). Dichos valores son superiores a los encontrados por ^{Solís-Fraire et al. (1998)}, quienes obtuvieron de 0.019 a 0.036 % sin presentarse diferencias entre los tratamientos de 1, 2 y 3 % de nitrato de calcio. Sin embargo, ^{López et al. (1991)} encontraron concentraciones entre 0.166 y 0.210 %; datos similares a los que reportó ^{Witney (1985)}, los cuales son altos comparados con los encontrados en este estudio.

Firmeza

Al analizar los datos de firmeza por fecha de evaluación en los frutos de ‘Hass’ almacenados a temperatura ambiente (Figura 4), solamente se encontraron diferencias en el día seis de evaluación; donde los tratamientos con calcio presentaron mayor firmeza con respecto al testigo. A pesar de que se ha señalado que aplicaciones de calcio en precosecha inducen a obtener menor daño en frutos almacenados, preservando su apariencia externa e incrementando la firmeza del fruto (^{Cline & Hanson, 1992}; ^{Espinosa-Cruz et al., 2014}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}), en la presente investigación no se encontró algún efecto predominante al aumentar la firmeza del fruto.

En cuanto a los frutos almacenados durante tres y cinco semanas en 5 °C, se encontraron diferencias significativas en la firmeza de los frutos el cuarto día de evaluación, siendo el tratamiento de 0.5 % de nitrato de calcio el de mayor influencia comparado con el testigo (Figura 4), para tales días. Sin embargo, en días anteriores a la evaluación no existe algún efecto por parte de las aspersiones. Se ha señalado que el calcio afecta la maduración y firmeza en frutos de aguacate y manzana; lo anterior debido a que reduce los principales cambios asociados con el proceso de ablandamiento, siendo estos la pérdida de paredes celulares y la cohesión entre células, al formar parte de las pectinas de la lámina media (^{Witney, 1985}). No obstante, en esta variable su efecto es poco notorio.

Figura 4. Firmeza (N, newtons) de frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados a temperatura ambiente (A), en refrigeración a 5 °C por tres (B) y cinco semanas (C). Después de refrigeración, los frutos se maduraron a 20 °C. Cada punto representa la media de tres observaciones ± error estándar. 

Pérdida de peso

No se observaron diferencias entre tratamientos en los frutos a temperatura ambiente. En los frutos almacenados por tres y cinco semanas en refrigeración, y puestos en 20 °C en el día cero de evaluación, el tratamiento que presentó menor pérdida de peso con respecto al testigo fue el de 0.5 % de nitrato de calcio (Cuadro 1). Sin embargo, en fechas posteriores no se encontraron diferencias entre tratamientos, donde el testigo alcanzó un máximo de 11.8 % de pérdida. La pérdida de peso fue mayor al transcurrir las fechas de evaluación; ya que la pérdida de agua en los frutos aumenta con el tiempo, lo que representa descenso del peso comercial y, por tanto, disminución de su valor (^{Espinosa-Cruz et al., 2014}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}; ^{Wills, McGlasson, Graham, & Joyce, 1984}).

Cuadro 1. Pérdida de peso (%) por día de evaluación en frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio, almacenados a 5 °C por tres y cinco semanas, después puestos a madurar a 20 °C. 

^zMedias con la misma letra dentro de columnas no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

CV: coeficiente de variación.

Actividad de la enzima polifenoloxidasa (PPO)

La importancia principal de las enzimas oxidativas es su acción, la cual conduce a pérdidas económicas en frutos frescos y hortalizas debido a que causa oscurecimiento, pérdida de olor y calidad nutricional (^{Espinosa-Cruz et al., 2014}; ^{Marques et al., 1995}; ^{Walker, 1995}; ^{Whiley, 1990}). El oscurecimiento es originado por el contacto entre los compuestos fenólicos que se encuentran en diferentes partes de la célula y las enzimas oxidativas localizadas en el citoplasma (^{Hofman et al., 2002}; ^{Marques et al., 1995}). Los resultados de la actividad de la PPO de los frutos almacenados en temperatura ambiente mostraron diferencias significativas entre tratamientos solamente el día seis, siendo el tratamiento con 0.5 % de calcio el que presentó menor actividad de PPO en comparación con el testigo (Cuadro 2). Las aspersiones de calcio en precosecha incrementaron el porcentaje de calcio en la pulpa de aguacate disminuyendo la actividad de la PPO con respecto al testigo; sin embargo, esto solamente se distingue estadísticamente el día seis, por lo cual se sugiere tratar de incrementar las concentraciones aplicadas para ver si se puede lograr un efecto más notorio.

Cuadro 2. Actividad de polifenoloxidasa (U⋅g^-1 de peso fresco) por día de evaluación en frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados en temperatura ambiente. 

^zMedias con la misma letra dentro de columnas no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

CV: coeficiente de variación.

En los frutos almacenados en refrigeración por tres semanas, el análisis de varianza detectó diferencias estadísticas entre tratamientos el cuarto día de evaluación, siendo los tratamientos con 0.3 y 0.5 % los que presentaron menor actividad de PPO, respectivamente (Cuadro 3). En los frutos almacenados en refrigeración por cinco semanas, no se detectaron diferencias significativas entre los tratamientos. Las muestras con calcio presentaron niveles menores de actividad de la enzima polifenoloxidasa; esto debido a que el calcio reduce la oxidación y contenido de diversos compuestos fenólicos, lo que evidentemente influye en el retraso del oscurecimiento de los frutos. Se ha señalado el papel del calcio para mantener frutos de aguacate de buena calidad, particularmente después de un periodo de refrigeración debido a que mantiene una separación entre la enzima polifenoloxidasa y el sustrato fenólico localizado en la vacuola (^{Bower & Cutting, 1988}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}).

Cuadro 3. Actividad de polifenoloxidasa (U⋅g^-1de peso fresco) por día de evaluación en frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados a 5 °C por tres y cinco semanas, después puestos a madurar a 20 °C. 

^zMedias con la misma letra dentro de columnas no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

CV: coeficiente de variación.

Era de esperarse que los frutos tratados con seis aspersiones de nitrato de calcio almacenados por cinco semanas presentaran mayor actividad de la PPO, por un mayor tiempo de exposición a bajas temperaturas; sin embargo, no fue así. Al respecto, existen diferentes factores que pueden ocasionar oscurecimiento de frutos como son: el desarrollo fisiológico relacionado con la maduración, algunos desórdenes que pueden ocurrir durante el almacenamiento y varios procesos tecnológicos (^{Espinosa-Cruz et al., 2014}; ^{Hofman et al., 2002}; ^{Marques et al. 1995}; ^{Penter et al., 2000}; ^{Thompson, 2010}; ^{Whiley, 1990}). No obstante, en este experimento la temperatura empleada durante la frigoconservación de aguacate y el tiempo de exposición no ocasionaron modificaciones fisicoquímicas de membranas que pudieran causar descompartimentalización y conducir al contacto enzima-sustrato (polifenoloxidasa-fenoles); esto, probablemente, porque los frutos testigo no presentan deficiencia de calcio o las concentraciones empleadas no fueron suficientes.

Daño por frío

Esta prueba solo alcanzó a detectar, estadísticamente, daños por frío el día cuatro de evaluación en los frutos almacenados por tres semanas a 5 °C; no así a los dos días, siendo 0.3 y 0.5 % de nitrato de calcio los mejores tratamientos, los cuales presentaron niveles menores de absorbancia (Cuadro 4). En los frutos almacenados por cinco semanas en refrigeración, el día cuatro de evaluación el mejor tratamiento fue la aspersión a 0.5 % (Cuadro 4). Este aumento de absorbancia al transcurrir los días fue observado también por ^{Espinosa-Cruz et al. (2014)}, ^{Martínez-Damián (1990)} y ^{Saucedo-Hernández et al. (2005)}, y al parecer se relaciona con el ablandamiento; ya que en frutos firmes no se detectan daños por frío con esta técnica, sino hasta que se encuentran blandos.

Cuadro 4. Daño por frío medido como absorbancia por día de evaluación en frutos de aguacate ‘Hass’ tratados con seis aspersiones precosecha de nitrato de calcio cada seis semanas, almacenados a 5 °C por tres y cinco semanas, después puestos a madurar a 20 °C. 

^zMedias con la misma letra dentro de columnas no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

CV: coeficiente de variación.

Algunos de los principales eventos asociados con daño por frío en frutos son: la pérdida de integridad de membranas, originada por el cambio de fase de los lípidos, el escape de solutos y la pérdida de compartimentalización intracelular. Esto se observó en los frutos refrigerados y sin tratamiento con calcio; sin embargo, se presentó mayor nivel de daño por frío en los frutos a los que no se asperjó calcio (^{Espinosa-Cruz et al., 2014}; ^{Saucedo-Hernández et al., 2005}; ^{Wang, 1982}).