Introducción

La preparación de los productos frescos cortados incluye las operaciones de pelado, cortado y rebanado, entre otras, que causan daño mecánico y rompimiento celular, e inducen un incremento en la tasa de respiración y producción de etileno, así como la síntesis de metabolitos secundarios, disminuyendo la vida de anaquel de estos productos. Los síntomas de deterioro incluyen decoloración, oscurecimiento en las áreas de corte, flacidez y disminución de su valor nutricio (^{Artés et al., 2007}). El nopal verdura fresco cortado (NVFC) es una forma de presentación muy aceptada en ciertos mercados y para su preparación, el cladodio (tallo modificado o penca) de nopal se lava, desespina y corta ya sea en cuadros o en tiras, y se envasa en charolas de poliestireno cubiertas con películas plásticas o en bolsas plásticas (^{Rodríguez, 2002}).

La vida de anaquel de NVFC cultivar COPENA F-1 es de 1 a 2 días a 20 °C, extendiéndose a 7 días al ser almacenado en refrigeración (5 °C; 91% H R), los principales atributos que limitan la vida de anaquel son el oscurecimiento y la secreción de mucílago. Esta última, causa un cambio en el color de verde brillante a verde olivo (apariencia de nopal cocido) (^{Rodríguez, 2002}). ^{Quevedo et al. (2005)} encontraron que el NVFC cultivar COPENA F-1, cortado en cuadros de 3 x 3 cm, no mostró oscurecimiento ni secreción de mucílago durante 12 días a 5 °C al ser tratado con ácido ascórbico 0.5 M y envasado en bolsas Cryovac® PD960. Recientemente, ^{Fortiz y Rodríguez (2010)}, señalaron que el envasado con películas plásticas, Cryovac® RD 106 y PD 960, modifican la atmósfera dentro del envase, incrementando con esto la vida de anaquel de NVFC durante el almacenamiento a 5 °C, ya que retrasó el oscurecimiento hasta los 14 y 15 días, respectivamente. Sin embargo, el envasado con estas películas favoreció la secreción de mucílago que inició a los 11 y 10 días, respectivamente.

Se han empleado varios métodos para extender la vida de anaquel de los productos frescos cortados entre los que se encuentran la refrigeración (temperaturas entre 0 y 5 °C), el envasado en atmósferas modificadas (EAM), el uso de aditivos químicos y de cubiertas comestibles (^{Baldwin y Bai, 2011}). La mayoría de los productos frescos cortados mantienen mejor calidad a temperaturas cercanas a 0 °C, ya que todos los procesos fisiológicos se efectúan más lentamente a temperatura menor. Como complemento a un buen control de temperatura, el EAM puede incrementar la vida de anaquel. Lo anterior, es debido a que el O₂ actúa como el aceptor terminal de electrones en diversas reacciones metabólicas, y la velocidad de los procesos metabólicos esenciales son sensibles a la concentración de O₂. Por lo que concentraciones de O₂ por debajo a 10% disminuyen la tasa de respiración, la velocidad de deterioro y senescencia (^{Brandenburg y Zagory, 2009}).

La disminución de la concentración de O₂ puede, en algunos casos, reducir las reacciones oxidativas de oscurecimiento (^{Brandenburg y Zagory, 2009}), lo cual puede ser de interés particular en vegetales frescos cortados como el nopal verdura. El EAM con muy baja concentración de O₂ (2-5%) y CO₂ de 3-10%, es fundamental para prolongar de la vida de anaquel de productos cortados principalmente debido a la inhibición de oscurecimiento enzimático y envejecimiento fisiológico del tejido (^{Brandenburg y Zagory, 2009}), por lo que es ampliamente utilizado en la industria de ensaladas frescas cortadas (^{Rojas et al., 2009}). El EAM de productos frescos cortados se basa en la relación entre la respiración del producto y la velocidad de permeabilidad a los gases del envase para alterar la atmósfera dentro de este (^{Brandenburg y Zagory, 2009}).

Con base a lo anterior, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del envasado en tres películas plásticas, PEBD (testigo), Cryovac® PD960 y polysweat Bolco®, en la calidad de NVFC cultivar COPENA F-1 durante el almacenamiento a baja temperatura (1 y 5 °C).

Materiales y métodos

Resultados y discusión

Concentración de gases (O₂ y CO₂) dentro del envase. Los factores temperatura y película tuvieron un efecto significativo (p< 0.05) en la concentración de O₂ dentro del envase de NVFC. El contenido de O₂ dentro del envase de NVFC almacenado a 1 °C fue superior (p< 0.05) que aquellos mantenidos a 5 °C (Figura 1A). El contenido de O₂ dentro del envase de PEBD fue mayor (p< 0.05) que en las películas polysweat Bolco y Cryovac® PD960, presentando estas valores similares. A partir del día 5 a 5 °C el NVFC envasado en bolsas Cryovac® PD960 y polysweat Bolco® mostraron valores de 0% de O₂. Esto indica que la permeabilidad al O₂ de estos materiales es muy baja a esta temperatura. Sin embargo, durante el almacenamiento a 1 °C los valores más bajos de O₂ en NVFC envasado con películas Cryovac® PD960 y polysweat Bolco®, fueron de 5.5 y 4.3% respectivamente (Figura 1A). Este comportamiento se atribuye a que a mayor temperatura es mayor la tasa de respiración del producto, lo que ocasiona que se consuma rápidamente el O₂ que queda en el espacio de cabeza de las bolsas al ser cerradas y la entrada de este gas al envase es restringida debido a la baja permeabilidad al O₂ de este material. Los mayores niveles de O₂ a 1 °C se atribuyen a la menor tasa de respiración del producto a menor temperatura (^{Cantwell y Suslow, 2002}).

Figura 1 Concentración de oxígeno (A) y de CO₂ (B) dentro del envase (película de PEBD (testigo), polysweat Bolco® y Cryovac® PD960) de nopal fresco cortado COPENA F-1 durante el almacenamiento a 1° y 5 °C. Barras verticales indican la desviación estándar. n= 4. En concentración de oxígeno DMS temperatura= 1.19*, DMS película= 1.75*; DMS temperatura*película= 3.0 (ns) En concentración de CO₂ DMS temperatura= 0.39*; DMS película = 0.57*; y DMS interacción temperatura*película= 0.99*. ns= no significativo (Tukey, 0.05). 

Los factores temperatura, película y la interacción temperatura*película tuvieron un efecto significativo (p< 0.05) en la concentración de CO₂ dentro del envase de NVFC.

El contenido de CO₂ dentro del envase fue similar (p> 0.05) en las tres películas evaluadas durante el almacenamiento tanto a 1 como a 5 °C, con excepción del NVFC envasado con película Cryovac® PD960 que presentó durante el almacenamiento a 5 °C valores mayores. Se detectaron valores cercanos a 2% al inicio del almacenamiento que se incrementaron independientemente del tipo de película plástica al avanzar el tiempo de almacenamiento tanto a 1 como a 5 °C, hasta alcanzar un máximo de 7.32% en NVFC envasado con película Cryovac® PD960 (Figura 1B). Las concentraciones de CO₂ dentro del envase de NVFC en las bolsas de PEBD, polysweat Bolco® y Cryovac® PD960 almacenados a 1 y 5 °C estuvieron dentro del rango de concentraciones recomendadas (5 a 10% de CO₂) para productos mínimamente procesados o frescos cortados (^{Rojas et al., 2009}).

El CO₂ en concentraciones mayores de 1 ó 2% reduce la sensibilidad a etileno del tejido, lo cual es uno de los beneficios principales del EAM para algunas frutas y hortalizas (^{Brandenburg y Zagory, 2009}). La reducción de O₂ y elevación de CO₂ en la atmósfera del envase puede prolongar la vida de anaquel de los productos cortados, reduciendo su respiración, la transpiración y producción de etileno (^{Rojas et al., 2009}).

Oscurecimiento. La temperatura, el tipo de película utilizada para envasar el producto y la interacción temperatura*película tuvieron un efecto significativo (p< 0.05) en el comportamiento del oscurecimiento de NVFC (Figura 2A). El NVFC almacenado por 20 días a 1 °C no mostró oscurecimiento en ninguno de los tres tipos de bolsa evaluados. No así a 5 °C donde el NVFC envasado en PEBD (testigo) mostró un oscurecimiento de 0.1 a los 13 días de almacenamiento, y a los 20 días alcanzó valores de 0.8 (Figura 2A). El NVFC envasado con película Cryovac® PD 960 mostró oscurecimiento de 0.1 a los 14 días a 5 °C, que se incrementó a 0.3 a los 20 días de almacenamiento. Estos valores de oscurecimiento son superiores (p< 0.05) a los mostrados por el NVFC envasado con película polysweat Bolco®, el cual no mostró oscurecimiento durante los 20 días de almacenamiento a 5 °C, comportamiento similar al NVFC envasado con las tres películas evaluadas y almacenado a 1 °C. Sin embargo, los valores de oscurecimiento del NVFC envasado con películas de PEBD y polysweat Bolco® fueron inferiores a 1, no superando el valor de 2 que es el límite de aceptabilidad por el consumidor. Por lo anterior, se considera que esta variable no afectó de manera importante la calidad del NVFC durante el almacenamiento por 20 días a 5 °C. ^{Fortiz-Hernández y Rodríguez-Félix (2010)} reportaron oscurecimiento ligero después de 7 días a 5 °C (63% H. R.), en NVFC envasado en bolsa de PEBD. En el presente estudio el oscurecimiento en este tipo de bolsa inició hasta el día 12 y se asocia a diferencias en las concentraciones de O₂ y CO₂ dentro del envase, debido a la variabilidad del material plástico de PEBD utilizado a nivel comercial.

Figura 2 Oscurecimiento (A) y secreción de mucílago (B) de nopal fresco cortado envasado con 3 películas diferentes (película de PEBD (testigo), polysweat Bolco® y Cryovac® PD960) durante el almacenamiento a 1° y 5 °C. Barras verticales indican la desviación estándar. n= 10. Escala hedónica. 0= no hay cambio; 1= muy ligero; 2= ligero; 3= moderado; 4= severo; 5= muy severo. La línea punteada en A y B indica el límite de aceptabilidad por el consumidor. En oscurecimiento DMS temperatura= 0.02*, DMS película= 0.02* y DMS interacción temperatura*película= 0.04*. En mucílago DMS película= 0.02*; DMS película= 0.03* y DMS interacción temperatura*película= 0.06*. 

El retraso en el oscurecimiento observado en este estudio, se atribuye a los bajos niveles de O₂ (inferiores a 5% observados en la mayor parte del periodo de almacenamiento) y de CO₂ (1.9 a 4.6 %) que se presentaron dentro de este envase, ya que ^{Brandenburg y Zagory (2009)} señalaron que muy bajas concentraciones de O₂ (2 a 5%), combinadas con CO₂ de 3 a 10% son fundamentales para la inhibición del oscurecimiento enzimático y del envejecimiento fisiológico del tejido, así como en la extensión de la vida de anaquel de productos cortados. Lo anterior, puede estar asociado a la actividad de polifenoloxidasa (PPO) y ácido ascórbico-oxidasa, causantes del oscurecimiento enzimático. ^{Kader (1986)} reportó que la actividad de estas enzimas se disminuye a bajas concentraciones de O₂ en el envase.

El bajo oscurecimiento observado en NVFC envasado con bolsa Cryovac® PD-960 contrasta con lo publicado por ^{Quevedo et al. (2005)}, quienes reportaron que el oscurecimiento de NVFC inició a los 9 días y a los 16 días a 5 °C presentó valores superiores a 2, que es el límite de aceptabilidad por el consumidor. Lo anterior pudiera atribuirse a que en el estudio de ^{Quevedo et al. (2005)}, las concentraciones de O₂ dentro del envase de NVFC estuvieron en el rango de 2 a 8%, mientras que en el presente estudio las concentraciones de O₂ fueron 0% prácticamente durante todo el período de almacenamiento, con excepción de los valores iniciales. Estas concentraciones de O₂ de cero pudieron causar una mayor disminución de la actividad de polifenoloxidasa (PPO) y ácido ascórbico-oxidasa, causantes del oscurecimiento enzimático (^{Kader, 1986}).

Secreción de mucílago. En la secreción del mucílago se observó un comportamiento similar al del oscurecimiento, encontrándose efecto significativo (p< 0.05) de la temperatura de almacenamiento, del tipo de película utilizada para envasar el NVFC y de la interacción temperatura* película en la secreción de mucílago de NVFC (Figura 2B). A 1 °C no se observó secreción de mucílago del NVFC, con excepción del envasado con película de PEBD, que presentó valores de 0.25 a los 19 días y alcanzó valores de 0.5 a los 20 días; sin embargo, estos valores se encuentran por debajo del límite de aceptabilidad del consumidor. En cambio cuando el NVFC se almacenó a 5 °C la secreción de mucílago aumentó a medida que transcurrió el tiempo de almacenamiento (Figura 2B) y se encontraron diferencias entre las distintas películas evaluadas (PEBD, Cryovac® PD960 y polysweat Bolco®), aunque los valores fueron bajos y solo en el NVFC envasado con bolsas Cryovac® PD960 se alcanzó el límite de aceptabilidad por el consumidor después de 18 días de almacenamiento a 5 °C. El NVFC envasado en película de PEBD (testigo) no presentó secreción de mucílago durante el almacenamiento a 5 °C (Figura 2B).

Un comportamiento similar en NVFC envasado en bolsas de PEBD fue reportado por ^{Fortiz-Hernández y Rodríguez-Félix (2010)}. Sin embargo, el comportamiento de la secreción de mucílago de NVFC envasado en bolsas Cryovac® PD960 del presente estudio, no coincide con lo reportado por estos autores quienes observaron que este problema de calidad inició después de 11 días a 5 °C y superó el límite de aceptabilidad por el consumidor a los 16 días a 5 °C. Estas diferencias pudieran atribuirse a diferencias en el contenido de mucílago del nopal verdura utilizado en los diferentes estudios como se ha mostrado por otros autores (^{Camacho etal.,2007}).

El mucílago de nopal es un heteropolisacárido, soluble en agua (^{Matsuhiro et al., 2006}), que se almacena en células especiales de pared delgada, que aunque se encuentran en el clorénquima y en el parénquima, son más abundantes en esta última. El mucílago tiene la propiedad osmótica de retener fuertemente agua (^{Sudzuki, 1999}). Las células mucilaginosas se encuentran en canales adyacentes y paralelos a los haces vasculares, por lo que el cortado transversal de los cladodios causa que el mucílago sea secretado de los canales cortados (^{Mauseth, 2005}), apareciendo como un fluido viscoso que no tiene capacidad gelificante (^{Goycoolea y Cárdenas, 2003}).

Analizando en conjunto el oscurecimiento y la secreción de mucílago, los dos principales problemas de calidad de NVFC, se observa que el factor que mayor influencia tuvo fue la temperatura. Esto porque, a 1 °C no se presentó oscurecimiento ni secreción de mucílago (a excepción de los valores mínimos después de 20 días de almacenamiento en las bolsas de PEBD), independientemente de la película utilizada para envasar el producto. El NVFC envasado con películas polysweat Bolco® no presentó oscurecimiento a 1 y 5 °C, mientras que la secreción de mucílago fue mínima durante el período de almacenamiento por 20 días a 5 °C.

Color. Al inicio del experimento el NVFC envasado en las tres películas mostró un valor de L* de 52.2 a 55.3, un ángulo de tono (AT) entre 123 y 124° y un croma o saturación de color de 22.1 a 24.2 que representa un color verde apagado (Figura 3). No se observó efecto (p> 0.05) de la temperatura de almacenamiento, tipo de película empleada para envasar el NVFC, ni de la interacción temperatura*película sobre el valor de L* (Figura 3A). No hubo cambios importantes en esta variable durante el almacenamiento por 20 días a 1 y 5 °C, con valores superiores a 50 (de una escala de 0 a 100).

Figura 3 Color: L(A), ángulo de matiz (B) y croma (C) de nopal fresco cortado envasado con 3 películas diferentes (película de PEBD (testigo), polysweat Bolco® y Cryovac® PD960) durante el almacenamiento a 1° y 5 °C. Barras verticales indican la desviación estándar. n= 6. En valor L* DMS temperatura= 0.8 (n.s), DMS película= 1.2 (n. s) y DMS interacción temperatura*película= 2.0 (ns). En ángulo de tono DMS temperatura= 0.7*; DMS película= 1.1 (ns) y DMS interacción temperatura*película= 1.8 (ns). En croma DMS temperatura= 0.7*; DMS película= 1.1 (ns) y DMS interacción temperatura*película= 1.9*. ns= no significativo (Tukey, 0.05). 

La temperatura de almacenamiento afectó significativamente (p< 0.05) el ángulo de tono (AT) de NVFC. Aunque se tuvieron valores mayores (p< 0.05) durante el almacenamiento a 1° que a 5 °C, 121.3° y 119.9° respectivamente, estos se ubican en el tono verde característico de esta hortaliza.

No se detectaron diferencias significativas (p> 0.05) entre las tres películas evaluadas en ambas temperaturas de almacenamiento (Figura 3B).

La saturación de color o croma de NVFC fue afectada por la temperatura de almacenamiento y la interacción temperatura*película (p< 0.05) (Figura 3C). El NVFC envasado con película polysweat Bolco® y almacenado a 5 °C, presentó valores de 24.5, los cuales son superiores (p< 0.05) al resto de los tratamientos que mostraron valores similares entre ellos, con valores de alrededor de 21 (Figura 3C). Sin embargo, a pesar de los cambios, los valores antes mencionados indican colores apagados.

En general tomando en cuenta los tres atributos de color, luminosidad o claridad (L*), ángulo de tono y croma, se observó que el color verde apagado del NVFC envasado con las tres películas evaluadas se mantuvo durante los 20 días de almacenamiento a 1 y 5 °C.

El color es usado por el consumidor y la industria como un criterio de selección y un indicador de la calidad general de productos frescos cortados (^{Montero y Cerdas, 2011}), por lo que es muy importante mantener el color normal del tejido (^{Beaulieu, 2011}), tal y como se logró en el presente estudio. Esta preservación del color verde apagado del NVFC se debe al efecto positivo y sinérgico de la temperatura de almacenamiento y de la AM generada dentro de los envases evaluados. ^{Yahia (2009)} reportó que la composición óptima de la atmósfera retarda la degradación de clorofila y consecuente pérdida de color verde del tejido. Asimismo, ^{Artés et al. (2007)} reportaron que el empleo de bajas temperaturas y una alta humedad relativa, combinado con atmósferas bajas en O₂ y moderadamente enriquecidas en CO₂, retrasa el cambio de color de verde a amarillo o de verde brillante a café, debido ambos a la degradación de clorofila.

pH y acidez titulable. El pH inicial del NVFC fue de 4.3 (Figura 4A). Se encontró un efecto (P<0.05) de la temperatura y de la interacción temperatura de almacenamiento*película usada para envasar el NVFC sobre el pH (Figura 4A). En lo que se respecta a la interacción temperatura de almacenamiento*película, únicamente se encontraron diferencias (p<0 05) entre el NVFC envasado con película de PEBD (testigo comercial) almacenado a 5 °C que mostró valores mayores (4.43) que el NVFC envasado con película PEBD y Cryovac® PD960 almacenados a 1 °C, los cuales presentaron valores de 4.26 y 4.31, respectivamente.

Figura 4 pH (A), acidez titulable (%) (B) y firmeza (C) de nopal fresco cortado envasado con 3 películas diferentes (película de PEBD (testigo), polysweat Bolco® y Cryovac® PD960) durante el almacenamiento a 1° y 5 °C. Barras verticales indican la desviación estándar. n= 3. En pH DMS temperatura = 0.04*, DMS película= 0.06 (n.s) y DMS interacción temperatura*película= 0.1*. En acidez titulable DMS temperatura= 0.03*; DMS película= 0.04* y DMS temperatura*película= 1.07 (ns). En firmeza DMS temperatura= 0.08*; DMS película= 0.12 (ns) y DMS interacción temperatura*película= 0.19 (ns). n.s = no signif icativo (Tukey, 0.05). 

La acidez titulable inicial fue de 0.75% y disminuyó durante el almacenamiento encontrándose diferencias (p< 0.05) por efecto la temperatura de almacenamiento del envasado con las diferentes películas plásticas (Figura 4B). El NVFC almacenado a 5 °C mostró una acidez titulable de 0.71%, la cual es menor (p< 0.05) a 0.81% del NVFC almacenado a 1 °C. El NVFC envasado con película Cryovac® PD960 presentó valores de 0.78 % que son superiores (p< 0.05) al 0.73% mostrado por el NVFC envasado con película de PEBD. La mayor acidez titulable a 1 °C, podría deberse al efecto positivo de esta temperatura de almacenamiento en disminuir la actividad metabólica y el deterioro del nopal, ya que se ha reportado que la temperatura de almacenamiento de los productos cortados afecta la tasa de respiración de los mismos, la cual se incrementa al elevarse la temperatura (^{Cantwell y Suslow, 2002}). Este efecto es exacerbado si el producto se encuentra en EAM con concentraciones de O₂ relativamente bajas y alto CO₂, diseñadas para el almacenamiento a baja temperatura de almacenamiento (2 a 10 ºC), ya que estas disminuyen la pérdida de acidez del tejido (^{Baldwin y Bai, 2011}).

En general a mayor tasa de respiración, menor vida de anaquel, ya que los sustratos de la respiración, azúcares y ácidos, son consumidos. El ácido málico, principal ácido orgánico del nopal, parece ser utilizado como un sustrato de respiración vía la enzima málica, la cual descarboxila malato a piruvato, siendo el carbono extra alimentado al ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ATC), mientras que citrato puede entrar directamente al ciclo ATC (^{Baldwin y Bai, 2011}).

Firmeza. La firmeza inicial de NVFC fue de 3.6 N. Esta variable disminuyó (p< 0.05) durante el almacenamiento, presentando después de 20 días un valor de 2.9 N, con valores superiores en el NVFC almacenado a 1 °C con respecto al almacenado a 5 °C (p< 0.05) (Figura 4C). La firmeza de NVFC de los tratamientos de envasado con las películas de PEBD (testigo), Cryovac® PD 960 y polysweat Bolco® fue similar. Estos resultados coinciden con lo reportado por ^{Quevedo et al. (2005)}, quienes observaron una disminución en la firmeza de NVFC envasado con película Cryovac® PD960, durante el almacenamiento por 20 días a 5 °C. La firmeza es un atributo de calidad crítico que ayuda a la industria y al consumidor a determinar la aceptabilidad de frutas y hortalizas cortadas (^{Beaulieu, 2011}). El ablandamiento del tejido es un serio problema que ocurre durante la comercialización de los frutos y vegetales cortados. Este ocurre en gran parte debido a que durante la preparación de estos productos se altera la integridad de las frutas y hortalizas, ocasionando daño al tejido y alterando la microestructura celular, lo cual por acción enzimática acelera la degradación de la pared celular (^{Artés et al., 2007}; ^{Montero y Cerdas, 2011}). Las modificaciones a la pared celular se han atribuido a las enzimas β-galactosidasa, poligalacturonasa, pectinmetil esterasa, celulasa, fenilalaninamonio liasa, y peroxidasa (^{Montero y Cerdas, 2011}).

Conclusiones

Las variables de calidad pH, acidez titulable, firmeza y color no mostraron cambios importantes que afectaran la calidad del nopal fresco cortado durante el almacenamiento a 1 y 5 °C. La temperatura de almacenamiento a 1 °C preservó la calidad de nopal verdura fresco cortado (NVFC) en lo relativo a las variables de oscurecimiento y secreción de mucílago, ya que independientemente de las películas utilizadas para envasar el producto, a esta temperatura no se presentó oscurecimiento en el tejido y la secreción de mucílago fue mínima. Lo anterior ref leja la importancia de utilizar temperaturas óptimas durante el almacenamiento de este producto. El empleo del EAM complementario a la temperatura de almacenamiento solo parece ser relevante a temperatura de 5 °C, ya que durante el almacenamiento a esta temperatura el envasado con la película Cryovac® PD960 favorece la secreción de mucílago de NVFC.