Efecto del almacenamiento en atmósfera controlada sobre la calidad poscosecha y nutricional del tomate

 

Effect of controlled atmosphere storage on the postharvest and nutritional quality of tomato fruit

 

José Ángel López Valenzuela¹; Francisco Javier Valverde Juárez¹; Silvia Lizzeth Mejía Torres¹; Gabriela López Angulo¹; Misael Odín Vega García^1*

 

Universidad Autónoma de Sinaloa, calle Gral. Angel Flores Pte. s/n, Colonia Centro, C.P. 80000, Culiacán Rosales, Sinaloa. MÉXICO. Correo–e: mvega6@yahoo.com (*Autor para correspondencia)

 

Recibido: 10 de octubre, 2010.
Aceptado: 23 de mayo, 2011.

 

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto del almacenamiento en Atmósferas Controladas (AC) sobre la calidad poscosecha y el contenido nutricional de tomate (Solanum lycopersicum L.) 'Imperial'. Frutos de tomate en estado de madurez comercial fueron almacenados en refrigeración (aire ambiental, AIRE) o en AC (4 kPa O₂ + 96 kPa N₂) a 12 °C por 21 días antes de ser transferidos a un almacenamiento en aire a 23 °C por 12 días. Se retiraron tres frutas por cada tratamiento después de cero, cuatro, ocho y 12 días de maduración a 23 °C para evaluar el color externo, la firmeza, el contenido de sólidos solubles, las velocidades de producción de CO₂ y etileno y el contenido de ácido ascórbico, β–caroteno y licopeno. El almacenamiento en AC disminuyó la pérdida de firmeza y la degradación de ácido ascórbico. También disminuyó la producción de CO₂ y etileno y la síntesis de β–caroteno y licopeno; además, retrasó el desarrollo del color rojo y la maduración. Los resultados indican que el almacenamiento de tomate bajo condiciones de AC prolonga la vida de anaquel y el periodo de comercialización comparado con el sistema tradicional de refrigeración.

Palabras clave: Solanum lycopersicum, ácido ascórbico, β–caroteno, licopeno, actividad metabólica.

 

Abstract

The objective of the present work was to determine the effect of Controlled Atmosphere (CA) storage on the postharvest quality and nutritional content of tomato (Solanum lycopersicum L.) 'Imperial'. Mature green fruit were stored at 12 °C under refrigeration (ambient air, AIR) or CA (4 kPa O₂ + 96 kPa N₂) at 12 °C for up to 21 days before being transferred to air at 23 °C for up to 12 days. Three fruits were taken per treatment after zero, four, eight and 12 days of ripening at 23 °C to evaluate external color, firmness, soluble solids content (SSC), CO₂ and ethylene production rates, and ascorbic acid, β–carotene and lycopene content. CA storage delayed the loss of firmness and ascorbic acid degradation. It also decreased CO₂ and ethylene production rate, β–carotene and lycopene synthesis, delaying red color development and ripening. The results indicate that storage of tomato fruit under CA extends the shelf life and the marketing period compared with traditional refrigeration systems.

Key words: Solanum lycopersicum, ascorbic acid, β–carotene, lycopene, metabolic activity.

 

INTRODUCCIÓN

El reciente interés de los consumidores y de las organizaciones de la salud por mantener una dieta saludable, ha incrementado la demanda de frutas y hortalizas frescas que se consumen a diario, debido a que representan una fuente importante de compuestos antioxidantes que son benéficos contra enfermedades crónicas, incluyendo el cáncer y las enfermedades cardiovasculares (Nishiyama et al., 2004). Esta situación ha generado nuevas oportunidades para que la industria hortícola mejore la calidad de las frutas y hortalizas a través de su valor nutricional.

El tomate es uno de los frutos económicamente más importantes a nivel mundial y México se ubica entre los primeros diez productores (SAGARPA, 2007). Este fruto es una buena fuente de vitaminas A y C (ácido ascórbico), así como carotenoides en la dieta humana, principalmente licopeno, debido a que es ampliamente consumido en diversas formas (Shi, 2000; Hanson et al., 2004). Una porción promedio de tomate (148 g) es suficiente para proveer aproximadamente el 40 % de ácido ascórbico y el 20 % de vitamina A recomendados en la ingesta diaria (IDR) de los Estados Unidos (Simonne et al., 2006). El ácido ascórbico es esencial para mantener las funciones cardiovasculares del cuerpo humano, para el desarrollo de las células, tejido conectivo y para la utilización de hierro (Nishiyama et al., 2004; Zou et al., 2006) y es un efectivo removedor de radicales libres (Hanson et al., 2004). Los carotenoides son pigmentos naturales que presentan actividad provitamina A y que actúan como antioxidantes ejerciendo un efecto preventivo contra enfermedades degenerativas relacionadas con la edad, el cáncer, cataratas y enfermedades cardiovasculares. El β–caroteno presenta la mayor actividad provitamina A y se ha demostrado que ejerce un efecto preventivo contra el cáncer debido a su habilidad para reaccionar con los radicales libres. El licopeno también ha sido asociado con beneficios a la salud debido a su capacidad para secuestrar moléculas de oxígeno singulete y radicales peroxilo, así como desactivar moléculas excitadas o agentes rompedores de cadena de ADN (Collins et al., 2006).

El tomate es un fruto altamente perecedero y normalmente es almacenado y distribuido a temperatura de 10 – 12 °C para controlar la maduración, ya que es susceptible al daño por frío. El periodo de almacenamiento a estas temperaturas es corto y limita la posibilidad de comercio a países distantes que representan una oportunidad de mercado para los productores mexicanos. Una alternativa para este inconveniente es el uso de atmósferas controladas (AC), tecnología que implica el almacenamiento en concentraciones bajas de O₂ y/o elevadas de CO₂ para retrasar la velocidad de respiración, la producción de etileno y la pérdida de peso, y por lo tanto el deterioro del fruto (Crisosto et al., 2002). Idealmente, la fruta almacenada en AC tendrá una menor velocidad de respiración, una reducida sensibilidad al etileno y a la transpiración, resultando en un retraso del proceso de maduración que mantendrá la calidad de la fruta. Sin embargo, la respuesta de los tejidos vegetales al almacenamiento en AC varía significativamente dependiendo de varios factores como el cultivar, lo que obliga a investigar el uso potencial de esta alternativa de almacenamiento para extender la vida de anaquel y el periodo de comercialización manteniendo la calidad del fruto de tomate. Atendiendo a esta inquietud, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del almacenamiento en AC sobre la calidad poscosecha y el contenido nutricional de tomate.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima y condiciones de almacenamiento

Frutos de tomate (Solanum lycopersicum L.) 'Imperial' fueron cultivados durante la temporada de 2007 en una huerta local en Culiacán, Sinaloa; el área de producción de tomate más importante de México. Frutos en estado verde–maduro fueron cosechados y seleccionados con base en su uniformidad de color y ausencia de daños físicos y microbiológicos. Los tomates fueron lavados y divididos al azar en dos grupos; un grupo fue almacenado en condiciones de aire ambiental (AIRE) a 12 °C y 90 ± 2 % de humedad relativa; mientras que el otro fue almacenado en AC (4 kPa O₂ + 96 kPa N₂) a 12 °C, ambos por 21 días. Para crear la AC, 45 frutas fueron colocadas en contenedores de vidrio de 20 litros y se dejaron equilibrar a 12 °C para luego ser conectados a un flujo continuo (75 ml^.min^–1) de la mezcla de gases deseada y previamente humidificada. El CO₂ producido por la fruta dentro de los contenedores fue removido completamente usando sacos de tela conteniendo 1 kg de cal comercial. Se realizaron evaluaciones diarias de las concentraciones de gases con un analizador de O₂/CO₂ modelo GCS–150 (Gas control systems, Inc, Model GCS–150, MI, EU). Los frutos fueron retirados de los almacenamientos (AIRE y AC) cada tres días. En cada día de retiro, 12 frutos por tratamiento fueron transferidos a condiciones de aire ambiental a 23 °C por 12 días para simular condiciones de comercialización y para evaluar la calidad y el contenido nutricional (cada cuatro días). Un total de 18 frutos más por cada tratamiento fueron retirados después de 21 días de almacenamiento para medir la producción de gases (diariamente). Para los análisis nutricionales, el pericarpio de los frutos almacenados en ambas condiciones fue congelado con CO₂ y mantenido a –80 °C hasta ser utilizado para la extracción y evaluación. Se emplearon un total de 222 frutos para ambos tratamientos.

Evaluación de la calidad

El color externo (L, a, b) fue medido en cada fruto (tres frutos por tratamiento) utilizando un colorímetro de reflectancia (Chroma Meter CR–200, Minolta, Osaka, Japón) equipado con una lámpara de xenón, 2° observación (CIE), iluminante C y 8 mm de diámetro en el área de medición. Se realizaron tres mediciones en tres puntos diferentes de la región ecuatorial y se calculó el valor promedio. Los resultados fueron expresados como la diferencia total de color (ΔE*) con respecto a los valores de la cosecha utilizando la siguiente expresión:

ΔE* = [(L**–L*)² + (a**–a*)² + (b**–b*)²]^0.5

donde: L*, a* y b* fueron los valores iniciales de cosecha y

L**, a** y b** fueron los valores al día de evaluación.

La firmeza en el pericarpio de tomate fue determinada en tres puntos equidistantes de la región ecuatorial utilizando un penetrómetro digital (Chatillon DFE 100, AMETEK Inc, Largo, FL), equipado con una punta de 11 mm de diámetro. El pericarpio fue penetrado a una profundidad de 5 mm utilizando una velocidad constante de 50 mm·min^–1. Los datos fueron expresados en Newtons (N) como la fuerza máxima requerida para penetrar la pulpa.

El contenido de sólidos solubles totales (SST) fue determinado del jugo utilizando un refractómetro de temperatura compensada (ABBE, Bellingham+Stanley Ltd., Londres, Inglaterra). Los resultados fueron expresados en ° Brix. Las evaluaciones fueron hechas por duplicado usando tres frutos por tratamiento.

Los cambios en las velocidades de respiración y de producción de etileno fueron determinados en tres frutos previamente pesados y colocados en contenedores de vidrio de 5 litros; se utilizaron seis repeticiones por tratamiento. Los contenedores fueron almacenados a 23 °C y conectados a un flujo continuo (20 ml·min^–1) de aire húmedo durante 8 días. Las producciones de CO₂ y etileno fueron monitoreadas diariamente utilizando un analizador digital O₂/CO₂ (Gas control systems, Inc, Model GCS–150, MI, EU) y un analizador C₂H₄ (Gas control systems, Inc, Model ICA 56, MI, EU). La producción de etileno fue expresada como μl C₂H₄·kg^–1·h^–1 y la producción de CO₂ se correlacionó con el peso de los frutos y el flujo del aire como sigue:

ml CO₂·kg^–1·h^–1 = ([CO₂] entrada – [CO₂] salida) (F x 60 min)/100 x P

donde, F = flujo del aire (20 ml·min^–1); P = peso de la muestra (kg).

Los resultados fueron reportados como mg CO₂·kg^–1·h^–1 a 23 °C utilizando un factor de corrección de 1.84.

Determinación de ácido ascórbico y carotenoides

El contenido de ácido ascórbico se determinó de acuerdo con Gökmen et al. (2000). Todas las extracciones se llevaron a cabo en ausencia de luz. Para ácido ascórbico, 20 g de fruta congelada fueron homogenizados con 100 ml de agua desionizada fría utilizando una licuadora comercial (Osterizer, Jarden Corporation, NY, EU) y se filtró a través de tela de organza. Una segunda filtración se realizó con filtros de jeringa de 0.45 jm (Pall Corporation, NY, EU) seguido por cartuchos Sep–pak Classic C₁₈ (Waters Corporation, Milford, MA). Una alícuota de 1 ml fue analizada en un cromatógrafo (HPLC Agilent 1100, Waldbronn, Alemania) equipado con una columna Sphereclone ODS2 (250 mm x 4.6 mm x 5 jm, Phenomenex, EU) operada a 16 °C. Se utilizó como fase móvil fosfato monobásico de potasio 25 mM con un flujo de 0.7 ml·min^–1. Los solventes orgánicos para la fase móvil fueron grado HPLC. La absorbancia fue determinada a 254 nm durante 15 min con una inyección de 10 μl. Los resultados fueron correlacionados con una curva obtenida usando un estándar comercial (Sigma–Aldrich Co., St Louis, MO) y fueron expresados como mg·100 g^–1 de peso fresco (PF).

El procedimiento de Hanson et al. (2004) fue usado para determinar el contenido de β–caroteno y licopeno. 20 g de fruta congelada fueron homogenizados con 40 ml de una solución de extracción (hexano:acetona, 60:40) y 0.1 g de MgCO₃ por 20 segundos. La acetona fue lavada cinco veces con agua saturada de NaCl y el extracto de hexano fue filtrado con filtros de 0.45 μm. Una alícuota de 1 ml fue analizada por HPLC usando una columna YMC carotenoid (250 mm x 4.6 mm x 5 μm, YMC Co Ltd, Japón) a 30 °C. La fase móvil consistía de una mezcla de terbutilmetileter (15 %), metanol (81 %) y agua (4 %) hasta lograr un gradiente de 77.5 % terbutilmetileter, 18.5 % metanol y 4 % agua. La velocidad de flujo fue de 0.7 ml^.min^–1 y la longitud de onda fue de 447 nm para β–caroteno y 478 nm para licopeno durante 80 min con una inyección de 100 μl. La integración de los cromatogramas se realizó con el sistema Agilent ChemStation (Santa Clara, CA, EU). Los resultados de β–caroteno y licopeno fueron correlacionados con una curva obtenida usando estándares comerciales (Sigma–Aldrich Co., St Louis, MO).

Análisis estadístico

Se utilizaron dos diseños experimentales completamente aleatorios. Para las variables respuesta ΔE*, firmeza, SST, contenido de ácido ascórbico, β–caroteno y licopeno, los factores fueron las condiciones de almacenamiento (AIRE y AC) y los días de maduración a 23 °C (cero, cuatro, ocho, 12). Para la producción de etileno y la velocidad de respiración, los factores fueron el tipo de almacenamiento (AIRE y AC) y los días de maduración a 23 °C (1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7). Los resultados fueron analizados usando un ANOVA y las medias se compararon por LSD (P < 0.05) utilizando el paquete estadístico STATGRAPHICS PLUS 6.0 (Manu–gistics, Rockville, MD).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Color externo

El color externo es un índice de calidad importante para los consumidores. La Figura 1 muestra la diferencia total de color de tomate almacenado durante tres y 21 días en condiciones de AIRE y AC a 12 °C, y luego transferidos a 23 °C. Valores de ΔE* cercanos a cero indican que las frutas no mostraron grandes cambios de color con respecto a los valores iniciales, mientras que valores por arriba de 10 fueron indicativos de diferencias en coloración. Después de tres días de almacenamiento a 12 °C en AIRE o en AC, se observó un aumento general de los valores de ΔE* que variaban desde 4.9 hasta 34 durante la maduración. Sin embargo, sólo se presentaron diferencias significativas entre los almacenamientos el día que la fruta fue removida de la baja temperatura, lo que sugiere que un periodo de tres días a 12 °C es muy corto para ejercer un efecto positivo sobre la retención de color. Moura et al. (1999) también reportaron que un almacenamiento durante siete días a 12 °C en una atmósfera con 4 kPa de O₂ resultaba insuficiente para retrasar la maduración de tomate. Por otra parte, la fruta almacenada en AC a 12 °C por 21 días presentó valores de ΔE* más bajos durante los primeros cuatro días del periodo de maduración a 23 °C comparados con los de la fruta de AIRE. Estos resultados indican que el efecto principal sobre el cambio en el color puede atribuirse al tipo de almacenamiento. Ambos tratamientos tuvieron valores similares en el día ocho, pero después de 12 días de maduración la fruta de AC tuvo valores mayores de ΔE* que la fruta de AIRE. Esto indica que la AC fue efectiva retrasando los cambios de color durante los primeros días, pero el efecto se perdió a medida que la maduración avanzaba, por lo tanto la habilidad del fruto para desarrollar el color rojo no se vio afectada por la atmósfera de bajo oxígeno. En otro estudio, Kim et al. (1999) observaron que el desarrollo del color rojo de tomate almacenado en AC (3 kPa O₂) a 20 °C iniciaba después de nueve días, mientras que la fruta mantenida en aire a la misma temperatura mostraba un color rojo avanzado. Resultados similares también han sido reportados por Gómez y Camelo (2002) y por Batu (2003) en tomate almacenado en diferentes concentraciones de O₂.

Los cambios en color son controlados por enzimas que dependen del oxígeno y que regulan la síntesis de β–caroteno y licopeno y la degradación de clorofila (Bramley, 1997). En este estudio, el flujo continuo de aire a través de los contenedores evitó la acumulación de etileno, sugiriendo que el retraso en el desarrollo del color fue debido al bajo oxígeno. Una concentración mínima de O₂ es requerida para la acción del etileno y el bajo oxígeno utilizado durante el almacenamiento en AC (4 kPa) podría ser la causa del retraso en la aparición del color rojo. Por otra parte, el desarrollo del color rojo del tomate está relacionado con la degradación de clorofila y la síntesis de carotenoides, especialmente licopeno, y esta síntesis también es dependiente de oxígeno.

Firmeza

La firmeza en la cosecha fue de aproximadamente 67.6 N. En general, se observó una pérdida continua de firmeza en ambos tratamientos durante el periodo de maduración a 23 °C (Figura 1). Una vez transcurridos tres días de almacenamiento a 12 °C, las frutas almacenadas en AC y en AIRE mostraron diferencias significativas en la firmeza durante los primeros cuatro días a 23 °C, mientras que no se observaron tales diferencias en los días de maduración posteriores. Un comportamiento similar pero con mayores diferencias se observó después de 21 días a 12 °C, indicando que el efecto principal sobre la firmeza se debía al tipo de almacenamiento. Las diferencias determinadas entre ambas condiciones de almacenamiento fueron estadísticamente significativas. Las frutas almacenadas en AIRE perdieron su firmeza durante el almacenamiento a 12 °C y mostraron valores similares durante la maduración. La fruta de AC tuvo una mejor retención de firmeza que la fruta de AIRE durante los primeros días de maduración a 23 °C. Este comportamiento puede asociarse a una reducida actividad de las enzimas degradadoras de pared celular, tales como poligalacturonasa y pectinmetilesterasa promovido por la baja concentración de oxígeno (Kader, 2003). Adicionalmente, el efecto positivo de la AC sobre la retención de firmeza se soporta en estudios previos que demuestran que concentraciones bajas de O₂ han sido exitosas para retener la firmeza de tomate (Sozzi et al., 1999; Gómez and Camelo, 2002), fresa (Nunes et al. 2002) y manzana (Saftner et al., 2002; De Castro et al., 2007). Sin embargo, nuestros resultados no coinciden con los reportados por Bender et al. (2000), quienes observaron que atmósferas de bajo oxígeno no eran efectivas para reducir el ablandamiento de mangos 'Haden' y 'Tommy Atkins' almacenados a 12 y 15 °C al compararlos con frutos almacenados en aire.

Sólidos Solubles Totales (SST)

Los SST de la fruta almacenada por tres días a 12 °C en AC o en AIRE no mostraron cambios significativos durante los primeros ocho días a 23 °C con valores cercanos a 3.7 ° Brix (Figura 1), sugiriendo que la AC no ejerció ningún efecto. Después de 12 días de maduración, la fruta de AC obtuvo valores mayores que la fruta de AIRE (4.4 y 3.8 ° Brix, respectivamente), lo cual puede asociarse a una mayor hidrólisis de almidón motivada por una maduración más avanzada. Cuando la fruta almacenada en AIRE por 21 días a 12 °C fue transferida a 23 °C, obtuvo valores mayores de SST que la almacenada en AC; sin embargo, la fruta de ambos tratamientos resultó con valores similares durante el resto de la maduración. Este comportamiento indica que durante las etapas tempranas de maduración el almidón fue hidrolizado y el contenido de SST aumentó, pero una vez que la fruta alcanzó una madurez más avanzada, los SST disminuyeron debido al incremento en la velocidad de respiración. Los resultados de SST de ambos tratamientos fueron consistentes con los reportados por Gómez y Camelo (2002) y por Batu (2003). Además, McGlasson (2003) reportó que un valor entre 4 y 6 ° Brix es adecuado para un buen sabor en tomate.

Velocidades de respiración y de producción de etileno

La velocidad de respiración de las frutas a la cosecha fue de 12.6 mg CO₂·kg^–1·h^–1, la cual disminuyó continuamente durante la maduración a 23 °C alcanzando un valor de 10.4 mg CO₂·kg^–1·h^–1. El pico climatérico (13.7 mg CO₂·kg^–1·h^–1) fue observado al tercer día de evaluación (datos no mostrados). La Figura 2 muestra que después de 21 días a 12 °C no existieron diferencias significativas en la velocidad de respiración de ambos tratamientos, con excepción del día 4. Durante la maduración, la fruta de AC mostró una curva climatérica típica mientras que la fruta de AIRE sólo presentó una disminución continua en la producción de CO₂, lo cual puede ser atribuido a una madurez más avanzada. Este comportamiento estuvo directamente asociado con las diferencias observadas entre la fruta de AC y de AIRE para los análisis de ΔE* y firmeza. El almacenamiento en AC retrasó la aparición del pico climatérico y los cambios en firmeza y color externo, los cuales son indicativos de una retención de calidad de la fruta y de la prevención de cambios internos detrimentales. Estos resultados están de acuerdo con lo reportado por Kim et al. (1999) al observar que frutas almacenadas en refrigeración mostraban una madurez más avanzada que aquellas almacenadas en AC (3 kPa O₂); la máxima velocidad de respiración obtenida por estos autores fue de 18 mg CO₂·kg^–1·h^–1 a 20 °C, la cual es cercana a los 14 mg CO₂·kg^–1·h^–1 obtenidos en nuestro estudio para la fruta de AC cuando fue evaluada a 23 °C. Efectos similares del uso de AC de bajo O₂ han sido observados en otros estudios para manzana (De Castro et al., 2007), pimiento (Luo and Mikitzel, 1996) y durazno (Bonghi et al., 1999).

La Figura 2 muestra que la velocidad de producción de etileno fue reducida por el almacenamiento en AC después de 21 días a 12 °C. Los valores más altos se obtuvieron para la fruta en AIRE (0.7 μl C₂H₄·kg^–1·h^–1), mientras que la fruta en AC obtuvo valores cercanos a 0.4 ml C₂H₄·kg^–1·h^–1. Considerando que la producción de CO₂ fue continuamente eliminada del interior de los contenedores, la reducción en la producción de etileno debe ser atribuida a la baja concentración de O₂ usada. Dado que el etileno ejerce sus efectos a través de reacciones metabólicas, una reducción en la actividad metabólica provocada por la baja concentración de oxígeno pudo haber atenuado el efecto de la exposición. Se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos durante los primeros dos días de maduración a 23 °C. La fruta en AC mostró un aumento en los niveles de etileno al día cuatro (0.6 ml C₂H₄·kg^–1·h^–1), lo cual puede considerarse como el máximo climatérico, posteriormente estos niveles disminuyeron a los valores iniciales. La fruta en AIRE presentó una disminución en la velocidad de producción de etileno durante los primeros tres días de almacenamiento para permanecer sin cambios durante un día más y para disminuir de nuevo, un comportamiento que puede estar asociado a un estado de madurez más avanzado.

Saftner et al. (2002) y Kader (2003) sugirieron que el mantenimiento de la calidad de la fruta almacenada en AC está relacionado con una reducción en las velocidades de respiración y de producción de etileno. Adicionalmente, Luengwilai et al. (2007) reportaron que atmósferas de bajo O₂ (1, 3 y 5 kPa O₂) son efectivas para reducir la velocidad de respiración de mandarinas 'Clemenules Clementine'. Los resultados de este estudio coinciden con estas observaciones, demostrando que el almacenamiento de tomate en AC usando 4 kPa O₂ (+ 96 kPa N₂) a 12 °C es una alternativa útil para reducir la actividad metabólica y para extender la vida de anaquel de la fruta.

Contenido de ácido ascórbico y carotenoides

Los cambios en el contenido de ácido ascórbico, β–caroteno y licopeno durante la maduración a 23 °C a los tres y 21 días a 12 °C se observan en la Figura 3. Después de tres días de almacenamiento, los niveles de ácido ascórbico disminuyó aproximadamente un 40 % en ambos tratamientos durante el periodo de maduración (de 27.3 a 16.4 para la fruta de AC y de 18.5 a 11.7 mg·100 g^–1 PF para la de AIRE), permaneciendo más altos en los correspondientes a AC. Esta observación está de acuerdo con Kalt (2005) quien reportó que el contenido de vitamina C de frutos almacenados en AC disminuía en manzanas (25 – 30 %), fresas (42 %) y frambuesas (15 %). Al final del periodo de maduración, las frutas de AC mostraron valores significativamente mayores de ácido ascórbico que las frutas de AIRE (Figura 3, día 3). Esto fue observado previamente por Kader (2003) quien reportó que atmósferas de bajo O₂ retuvieron el ácido ascórbico y otras vitaminas resultando en una mejor calidad nutricional. Sin embargo, Moura et al. (1999) encontraron que el almacenamiento de tomate por siete días a 12 °C en una atmósfera con 4 kPa de O₂ era suficiente para retrasar la degradación de vitamina C, lo cual no corresponde con nuestros resultados que demuestran que el almacenamiento por tres días bajo condiciones similares de AC fue suficiente para disminuir la degradación de esta vitamina.

Después de 21 días de almacenamiento a 12 °C, el efecto de la AC sobre la retención de ácido ascórbico fue menor, lo cual puede estar relacionado con el hecho de que el contenido de esta vitamina era cercano a su nivel de equilibrio ya que no cambió significativamente el resto del periodo de maduración (Figura 3). A pesar de que el contenidode esta vitamina disminuyócontinuamentedurante la maduración en ambas condiciones de almacenamiento, las diferencias en sus niveles fueron similares durante el periodo de maduración. Estos resultados indican que para un tiempo de almacenamiento a 12 °C, el efecto principal sobre el contenido de ácido ascórbico puede ser atribuido al tipo de almacenamiento (AC o AIRE). Los contenidos de ácido ascórbico de las frutas de AC variaron de 19.1 a 11.6 mg·100 g^–1 PF, mientras que los de la fruta de AIRE variaron de 16.3 a 9.15 mg·100 g^–1 PF. Aunque las pérdidas de ácido ascórbico fueron significativas en la fruta almacenada en AC, los valores finales fueron cercanos a los reportados por McGlasson (2003) para tomate rojo maduro. Estos resultados sugieren que la AC retuvo por más tiempo el contenido de ácido ascórbico, resultando en frutas con una mejor calidad nutricional. El ácido ascórbico es muy inestable debido principalmente a la actividad de la enzima ácido ascórbico oxidasa y su reacción con oxígeno en presencia de iones metálicos y luz (Lee and Kader, 2000).

El ácido ascórbico es oxidado reversiblemente para formar ácido dehidroascórbico, que también exhibe actividad biológica, pero es muy inestable y se oxida rápidamente a ácido dicetogulónico que no presenta actividad biológica. Esta reacción puede ser catalizada por ascorbato oxidasa, una enzima abundante en vegetales. La baja degradación de ácido ascórbico obtenida en este estudio en las frutas de AC puede deberse a una reducida actividad de ascorbato oxidasa y ascorbato peroxidasa que requieren altas concentraciones de O₂ para funcionar (Zou et al., 2006).

El contenido de β–caroteno a la cosecha fue de 0.42 mg·100 g^–1 PF. Después de tres días de almacenamiento a 12 °C, las frutas de AC tuvieron un contenido significativamente menor (P<0.05) de β–caroteno (0.8 mg·100 g^–1 PF) que las almacenadas en AIRE (1.4 mg100 g^–1 PF) (Figura 3); al final del periodo de maduración los niveles de ambos tratamientos fueron muy cercanos, pero significativamente diferentes. Vicente et al. (2009) reportaron que la síntesis de carotenoides puede continuar después de la cosecha en tomates, duraznos y zanahorias. Nuestros resultados están de acuerdo con estas observaciones y sugieren que tres días de almacenamiento bajo AC fueron suficientes para retrasar la síntesis de β–caroteno; además, su producción no fue afectada por la baja concentración de oxígeno usada una vez que la fruta fue transferida a 23 °C, resultando en tomates con una buena calidad nutricional.

Después de 21 días de almacenamiento a 12 °C, la fruta almacenada en AIRE observó una reducción en el contenido de β–caroteno desde 1.65 a 1.3 mg·100 g^–1 PF durante la maduración, mientras que aquélla almacenada en AC tuvo valores muy similares (aproximadamente 1.35 mg·100 g^–1 PF) (Figura 3). Estudios previos de la maduración de tomate reportaron un aumento en los niveles de carotenoides, principalmente licopeno, y de provitaminas como la provitamina A (β–caroteno) (De Azevedo y Rodriguez–Amaya, 2005; Kalt, 2005; Mejia–Torres et al., 2009). Nuestros resultados mostraron diferencias significativas sólo cuando la fruta fue removida del primer almacenamiento, indicando que el efecto principal sobre el contenido de β–caroteno puede ser atribuido al tipo de almacenamiento (AC o AIRE). El bajo contenido de β–caroteno observado en la fruta de AC al inicio del periodo de maduración puede atribuirse a una baja actividad de la enzima licopeno β–ciclasa que cataliza la conversión de licopeno a β–caroteno (Pecker et al., 1996), provocada por la reducida concentración de O₂ usada.

Debido a su alto consumo, el tomate es una fuente importante de licopeno, que representa aproximadamente el 75 % del contenido total de carotenoides (Kalt, 2005). El licopeno fue el carotenoide más abundante y sus valores oscilaron entre 0.11 y 5.2 mg·100 g^–1 PF durante la maduración de la fruta almacenada por tres días a 12 °C, mientras que para la fruta almacenada por 21 días a 12 °C los valores estuvieron entre 1.3 y 3.7 mg·100 g^–1 PF. El valor más alto observado en este estudio fue menor a aquéllos reportados para cuatro cultivares de tomate de México, pero se ubicó en el rango reportado para cultivares de otros países (0.04 a 10.64 mg·100 g^–1) (Hanson et al., 2004). Como se muestra en la Figura 3, un aumento en el contenido de licopeno fue observado para ambas condiciones de almacenamiento. Después de tres días de almacenamiento a 12 °C, la fruta de AC tuvo muy bajo contenido de licopeno durante los primeros cuatro días de maduración a 23 °C, lo cual indica que las bajas condiciones de oxígeno inhibieron la producción. Sin embargo, este efecto se perdió gradualmente y para el final del periodo de maduración, la fruta de AC tuvo un contenido mayor al de la fruta almacenada en AIRE. Thompson et al. (2000) reportaron incrementos similares en el contenido de licopeno durante la maduración de cuatro cultivares de tomate, con valores cercanos a 5 mg·100 g^–1 PF en la etapa de rojo–maduro, los cuales son similares a los observados en este estudio.

Se observó un retraso en la acumulación de licopeno durante la maduración de la fruta previamente almacenada por 21 días a 12 °C, aunque las diferencias entre tratamientos fueron mayores que las observadas al día tres (Figura 3). La fruta de AC tuvo un contenido de licopeno menor y significativo (P<0.05) durante los primeros ocho días de maduración; no obstante, después de 12 días a 23 °C ambos tratamientos tuvieron valores similares. Esto sugiere que aunque el almacenamiento en AC fue capaz de retrasar la síntesis de licopeno, esto no afectó negativamente al final de la maduración. Este comportamiento fue observado previamente por Sozzi et al. (1999) al almacenar frutos de tomate en aire o en AC (3 kPa O₂ + 20 kPa CO₂), encontrando un aumento en el contenido de licopeno en ambas condiciones; sin embargo, ellos reportaron que la fruta de AC no alcanzó el mismo color rojo que las almacenadas en aire. Nuestros resultados no concuerdan con estas observaciones debido a que las frutas almacenadas en AIRE y en AC (4 kPa O₂ + 96 kPa N₂) alcanzaron un color rojo similar. El contenido de licopeno incrementó durante la maduración de la fruta como consecuencia de la reducida ciclización y de la presencia de actividad de fitoeno sintasa promovida por la maduración (Fraser et al., 2002). En este estudio, la síntesis reducida de licopeno en la fruta de AC puede atribuirse a una actividad reducida de las enzimas fitoeno desaturasa y Z–caroteno desaturasa, que catalizan la conversión de fitoeno a licopeno en reacciones dependientes de oxígeno (Beyer et al., 1994).

 

CONCLUSIONES

El almacenamiento en atmósferas controladas (4 kPa O₂ + 96 kPa N₂ at 12 °C) fue efectivo para retrasar los cambios de color, las velocidades de respiración y de producción de etileno, la maduración y para mantener la firmeza de tomate 'Imperial'. Después de 21 días de almacenamiento a 12 °C, el uso de bajo oxígeno disminuyó la degradación de ácido ascórbico y afectó positivamente la síntesis de β–caroteno y licopeno. Basado en la apariencia externa, la retención de firmeza y la calidad nutricional, se puede concluir que el almacenamiento en AC es una alternativa útil para extender la vida de anaquel y el periodo de comercialización de tomate cultivar 'Imperial', permitiendo almacenar la fruta por 21 días a 12 °C seguido de un periodo de maduración comercial de 12 días a 23 °C; por lo que los productores y distribuidores tendrán más tiempo para posicionar sus frutos en mercados distantes.

 

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue financiado por el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Sinaloa y por el Programa de Mejoramiento del Profesorado–Secretaría de Educación Pública. JVJ recibió una beca de Maestría de CONACYT–México.

 

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