Changes in post-harvest quality of peppermint (Mentha x piperita L.) under refrigeration
Oscar Cruz-Álvarez; María Teresa Martínez-Damián*; María Teresa Beryl Colinas-León; Juan Enrique Rodríguez-Pérez; Sweetia Paulina Ramírez-Ramírez
Universidad Autónoma Chapingo, Departamento de Fitotecnia, Instituto de Horticultura. km 38.5. Carretera México-Texcoco. Chapingo, Estado de México, MÉXICO. C.P.56230. Correo-e: teremd13@gmail.com (*Autor para correspondencia).
Recibido: 9 de noviembre, 2012 ]]> Aceptado: 11 de octubre, 2013
Resumen
Con el objetivo de evaluar el efecto de las bajas temperaturas sobre la calidad poscosecha de menta (Mentha x piperita L.), se estudió su comportamiento en almacenamiento (6 y 10 °C) respecto a un testigo a temperatura ambiente (20 ±2 °C). Se usó un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. Se determinó la tasa de respiración (TR), producción de etileno (PE), pérdida de peso (PP), clorofila total (CT), carotenoides (C) y acidez titulable (AT). Se realizó una evaluación hedónica (apariencia visual, escala de color, amarrillamiento, desarrollo de malos olores, abscisión de hojas y pudriciones). Entre los principales resultados se encontró que el uso de refrigeración (6 y 10 °C) mantuvo la TR y PE con valores que estuvieron de 2.57 a 6.65 mL CO2.kg-1.h-1 y de 0.04 a 0.27 µL C2H4.kg-1.h-1, respectivamente. Disminuyó un 50 % la PP y se conservaron mejor la CT y C. El uso de refrigeración permitió mantener sin cambios significativos la TR y PE, de igual manera se logró observar una reducción en los cambios de PP, CT, C, AT y apariencia visual requeridos en la comercialización de la menta.
Palabras clave: Almacenamiento, tasa de respiración, contenido de clorofila, escala hedónica.
Abstract
The aim of this research was to evaluate the effect of low temperatures on the postharvest physiology of peppermint (Mentha x piperita L.). Its behavior while stored at two temperatures (6 and 10 °C) compared to a control at room temperature (20 ±2 °C) was studied. A completely randomized experimental design with 4 replications was used. Respiration rate (RR), ethylene production (EP), weight loss (WL), total chlorophyll (TC), carotenoids (C) and titratable acidity (TA) were determined. A hedonic evaluation was performed (external appearance, color scale, yellowing, the development of bad odors, leaf abscission and rots). Results show that the refrigeration treatments (6 and 10 °C) maintained RR and EP with values of between 2.57 and 6.65 mL CO2.kg-1.h-1 and 0.04 and 0.27 µL C2H4.kg-1.h-1, respectively. WL decreased by 50 % and TC and C were preserved. Cooling enabled maintaining RR and EP without significant changes. Additionally, reduced changes were observed in WL, TC, C, TA and external quality traits required for marketing peppermint.
Key words: Storage, respiration rate, chlorophyll content, hedonic scale.
]]> INTRODUCCIÓN
Las plantas aromáticas siempre han sido una importante fuente de materias primas dentro de la industria de la cocina, cosmética y farmacéutica, por la producción de especias, aceites esenciales y medicamentos (Low, 2006; Mimica-Dukin y Bozin, 2008). Entre ellas, la industria de los aceites esenciales destaca por ser el segmento utilitario más ampliamente desarrollado (Verma et al., 2010). Sin embargo, en los últimos años, en mercados de alto poder adquisitivo como el de los países integrantes de la Unión Europea, Estados Unidos, Canadá y, de forma incipiente Japón, Singapur, Hong Kong e Indonesia se han suscitado una serie de cambios en las tendencias y hábitos de alimentación que han favorecido un incremento considerable en la producción y consumo de productos en fresco con algún tipo de valor funcional (Rosello et al., 2011). Estos alimentos que presentan una o varias características referentes a su constitución o función en la prevención de algún padecimiento (Lewers et al., 2012). Un ejemplo importante es la menta (Mentha x piperita L.), que a pesar de tener un valor nutricional moderado, es una de las más importantes fuentes de compuestos polifenólicos, los cuales por su intensa actividad antioxidante protegen en contra de enfermedades cardiovasculares y degenerativas (Zheng y Wang, 2001; Kanatt et al., 2007; Nickavar et al., 2008).
En este contexto, se ha observado un incremento sustancial en la distribución de menta a través de mayoristas, minoristas y cadenas de servicio de alimentos. A pesar de ello, su comercialización no ha sido del todo exitosa, debido a su extrema perecibilidad y corta vida de anaquel, así como a las estrategias de comercialización, las cuales han tendido a la utilización de una tecnología aplicada en general son poco adecuadas, sin considerar sus características botánicas y fisiológicas (Kenneth y Corey, 1989; Cantwell y Reid, 2002).
Es importante destacar que la gran mayoría de estudios disponibles en hierbas aromáticas se encuentran enfocados por un lado al estudio y mejoramiento de las características de los aceites esenciales, así como su interacción con los métodos de secado (Calvo-Irabien et al., 2009), y por el otro, a la extracción, caracterización y utilización de antioxidantes naturales (Dorman et al., 2003; Miliauskas et al., 2004; Djeridane et al., 2006; Nickavar et al., 2008; Mimica-Dukin y Bozin, 2008). Muy pocos de estos trabajos se encuentran enfocados con la fisiología poscosecha de la menta (Aharoni et al., 1993; Cantwell y Reid, 1993, Cantwell y Reid, 2002; Böttcher et al., 2002; Kenigsbuch et al., 2007; Hassan y Mahfouz, 2010), por lo que se hace de vital importancia la realización de estudios que hagan un énfasis puntual en este aspecto.
De acuerdo a lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo evaluar el comportamiento poscosecha de la menta (Mentha x piperita L.), bajo diferentes temperaturas de almacenamiento, cuantificando algunos cambios bioquímicos y fisiológicos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Material vegetal
Se utilizó menta (Mentha x piperita L.) variedad 'Mint Moroco', que fue proporcionada por la empresa Glezte S.P.R. de R.I., localizada en Axochiapan, Morelos, México. La menta fue cosechada y preenfriada en dicha empresa por 24 horas a 5 °C con el propósito de eliminar el calor de campo. El municipio de Axochiapan se ubica geográficamente entre los paralelos 18° 30' de latitud norte y los 98° 45' de longitud oeste, a una altitud de 1,030 msnm (Anónimo, 1988).
Ubicación del experimento
]]> El trabajo experimental se llevó a cabo durante el ciclo primavera-verano de 2011, en los Laboratorios de Fisiología de Frutales y en el de Usos Múltiples del Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo.Tratamientos evaluados
El experimento consistió en almacenar menta en refrigeración (6 y 10 °C) y a temperatura ambiente (20 ± 2 °C). Se pesaron manojos de 250 g y se colocaron en bolsas de polietileno selladas de baja densidad transparente (40 × 60 cm), con seis perforaciones por lado con diámetro de 0.5 cm y área total perforada de 4.62 cm2, simulando el proceso de comercialización a Estados Unidos y Canadá.
Diseño experimental
Se usó un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. En la evaluación de la tasa de respiración, producción de etileno y pérdida de peso, la unidad experimental consistió de un manojo de 50 g. Se usó un manojo de 10 g como unidad experimental para determinar clorofila total, carotenoides y acidez titulable. En la evaluación de la escala hedónica se utilizaron 135 g como unidad experimental. Para cuantificar los diferentes caracteres, las muestras fueron almacenadas en un ultracongelador a -80 °C. Únicamente las determinaciones de los parámetros de la escala hedónica se registraron el día de análisis planteado. Todas las evaluaciones se llevaron a cabo durante quince días en periodos de tres días.
Tasa de respiración y producción de etileno
La tasa de respiración y la producción de etileno se determinaron de acuerdo al método estático propuesto por Davies (1980) con modificaciones. Se colocó un manojo (muestra) de menta de 50 g en un recipiente hermético de volumen conocido por una hora para todas las muestras. Transcurrido el tiempo, se tomaron 5 ml de aire con una jeringa hipodérmica y se trasladaron a un vacutainer al vacío a -20 °C, hasta su lectura. Las muestras se inyectaron en un cromatógrafo de gases marca Varian® modelo 3400 CX con una columna capilar enmarcada de 27.5 cm de largo, 0.32 mm de diámetro interno y 0.45 mm de diámetro externo y 10 mm de grosor de película tipo abierto con una capa porosa de silica fundida con base estacionaria de Porapak tipo Q. La temperatura de la columna fue de 80 °C; del detector, de 170 °C, y del inyector, de 150 °C. Se utilizó como estándar etileno (INFRA) 101 mg·L-1 y CO2 (INFRA) 460 mg·L-1. El gas de arrastre fue helio con un flujo de 32.3 ml·min-1 y la cantidad de muestra que se inyectó fue de 1.0 ml.
Pérdida de peso
En la misma muestra en la que se determinó la tasa de respiración y producción de etileno se evaluó el porcentaje de pérdida de peso donde se utilizó una balanza granataria con aproximación de 0.01 g, y se aplicó la siguiente fórmula:
Se determinaron de acuerdo con la técnica propuesta por Lichtenthaler (1987), la cual consiste en tomar una muestra de 10 g finamente picada y realizar la extracción con acetona al 80 %. Se realizaron lecturas de absorbancia (A) a tres longitudes de onda (470, 652 y 663 nm), mediante el uso de un espectrofotómetro digital UV-VIS modelo Perkin Elmer. Los datos se reportan en μg·g-1 de peso freso (PF).
Acidez titulable
Se determinó de acuerdo con la metodología de la AOAC (Anónimo, 1990), para lo cual se licuó un manojo de 10 g en 50 ml de agua desionizada. Posteriormente se tomó una alícuota de 10 ml, la cual fue neutralizada con NaOH 0.1 N en las que se utilizó fenolftaleína como indicador. Los resultados se reportaron en porcentaje de ácido cítrico.
Escala hedónica
Se utilizó una escala hedónica propuesta por Martínez-Damián y Cantwell (2002), en la que se evaluó la apariencia visual, escala de color, amarillamiento, desarrollo de malos olores, abscisión de hojas y pudriciones, asignando calificaciones de la siguiente manera: apariencia visual (9 = excelente, 1 = indeseable), escala de color (5 = verde oscuro, 1 = amarillo + algo verde), amarillamiento (1 = ninguno, 5 = severo), desarrollo de malos olores (1 = ninguno, 5 = severo), abscisión de hojas (1 = bajo; 2 = medio; 3 = alto) y pudriciones (1 = ninguna, 5 = severo).
Análisis estadístico
Se realizó un análisis de varianza y comparación de medias mediante la prueba de Tukey (P ≤ 0.05). Para los datos obtenidos mediante la escala hedónica, se llevó a cabo un análisis no paramétrico mediante la prueba de Kruskal-Wallis. En ambos casos se empleó el paquete de análisis estadístico SAS Versión 9.0 (Anónimo, 2002).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
]]> Tasa de respiraciónSe ha encontrado que uno de los síntomas de mayor deterioro durante la senescencia en los productos agrícolas como la menta, donde las hojas son la principal parte de interés, lo constituye el proceso de respiración (Thompson, 2003; Do Nascimiento y Pierre, 2003), el cual se ve afectado directamente por la temperatura (Smith et al., 2003). En este trabajo se encontró que a partir de los nueve días de almacenamiento (dda), el tratamiento a temperatura ambiente fue estadísticamente superior (P ≤ 0.05) respecto a 6 y 10 °C, con un rango de valores que fluctuaron de 9.31 a 16.41 mL CO2.kg-1.h-1 (Cuadro 1), similar a lo reportado por Kenigsbuch et al., (2007) en menta silvestre (Mentha longifolia L.) almacenada por seis días a 20 °C. Sin embargo, estos valores fueron menores a lo señalado por Loaiza y Cantwell (1997) en cilantro (Coriandrum sativum L.) manejado en condiciones de almacenamiento a 20 °C, con valores máximos de 70 y 94 µL CO2.g-1.h-1.
Al respecto se ha señalado que las hierbas aromáticas, después de ser cosechadas y durante su manejo y transporte, son altamente susceptibles a una acelerada senescencia, acompañada por pérdidas de frescura, clorofila y calidad culinaria debido a su alto metabolismo donde, al igual que en otros productos perecederos, la temperatura es el factor más importante (Aharoni et al., 1993; Cantwell y Reid, 1993 y Böttcher et al., 1999). El uso de la refrigeración constituye una herramienta importante que contribuye a disminuir diversos procesos fisiológicos que conllevan a alterar su vida de anaquel, por lo cual mantiene durante mayor tiempo el valor nutritivo y comercial del producto (Rennie et al., 2003).
Producción de etileno
Los problemas poscosecha más comunes que se presentan en hierbas frescas están asociados con su rápida senescencia, producto de su alta sensibilidad al etileno (Aharoni et al., 1989; Giovannoni, 2007). En el caso de las condiciones de almacenamiento de la menta, en este trabajo se encontró que la producción de etileno se inició a partir del día seis de almacenamiento, donde el tratamiento testigo presentó el valor estadísticamente más alto (0.64 µL C2H4·kg-1·h-1) con relación a 6 y 10 °C. En el almacenamiento a 6 y 10 °C se observó un comportamiento similar de 0.04 y 0.06 µL C2H4·kg-1·h-1, situación que cambio para el día nueve, donde el tratamiento a 6 °C superó estadísticamente a los de 10 °C y testigo, los cuales se comportaron de forma similar (Cuadro 2). Al respecto, varios autores como Böttcher et al. (2003) y Nath et al. (2006) han reportado el efecto de la influencia de la temperatura y el tiempo de almacenamiento sobre la calidad de diversas hojas frescas. De igual forma, indican que las altas temperaturas pueden acelerar su deterioro, dado que favorecen un incremento en el metabolismo celular y una mayor sensibilidad de los tejidos al efecto negativo del etileno (Böttcher et al., 2002; Nei et al., 2005). Al igual que otros productos perecederos, las hierbas aromáticas son afectadas por este regulador del crecimiento y presentan síntomas tales como el amarillamiento, caída de hojas y epinastia (Cantwell y Reid, 2002; Kenigsbuch et al., 2007; Hassan y Mahfouz, 2010). En el caso particular de la menta, ésta suele ser altamente sensible. Sin embargo, el efecto puede ser minimizado con el uso de temperaturas adecuadas durante su transporte y comercialización (Aharoni et al., 1993; Böttcher et al., 2001).
Los resultados obtenidos en el presente trabajo son similares a lo reportado por Hruschka y Wang (1979), Cantwell y Reid (2002) y Kenigsbuch et al. (2007), quienes mediante un estudio realizado sobre el almacenamiento y vida de anaquel en berro (Nasturtium officinale), perejil (Petroselinum crispum L.) y menta (Mentha piperita L.), respectivamente, demostraron que a 0 °C se conservan en excelentes condiciones por dos semanas. Adicionalmente, encontraron que la menta tiene una vida de anaquel más corta, debido a que después de tres semanas solo un 25 % de la planta era comercializable, comparado con el 45 y 60 % para perejil y berro.
Pérdida de peso
Como se observa en los datos que se muestran en el Cuadro 2, referidos a pérdida de peso, se encontró que a los 9, 12 y 15 (dda) la menta almacenada a temperatura ambiente presentó una pérdida continua de peso del 44.3 % en relación a la almacenada en refrigeración (6 y 10 °C), los cuales mostraron valores estadísticamente similares de 2.44 y 2.47 %, respectivamente (Cuadro 1). Este comportamiento puede estar estrechamente vinculado con la pérdida de agua por transpiración, la cual se ve afectada por condiciones de temperatura elevada y una baja humedad relativa (Martínez-Romero et al., 2007; Cuadra-Crespo y del Amor, 2010). Desde el punto de vista de la vida poscosecha de productos perecederos, el déficit de presión de vapor de agua es una de las medidas que adquiere primordial importancia, pues ésta mide la diferencia en la presión del vapor de agua al interior de un producto almacenado y su entorno (Ávila et al., 2007). Según Ben-Yehoshua y Rodov, (2003), cuanto mayor sea el déficit de presión de vapor (un mayor gradiente), las pérdidas de agua serán superiores, lo que se traduce en pérdidas de peso en el transcurso del tiempo. En este sentido, Cantwell y Reid (1993), Loaiza y Cantwell (1997) y Cantwell y Reid (2002) reportan que hierbas aromáticas como el cilantro, mitsuba, eneldo y menta son altamente susceptibles a perder agua como producto de su alta transpiración. Si se almacenan a 20 °C se limita notablemente su vida de anaquel.
Clorofila total
El rápido deterioro de los atributos de apariencia visual en las hojas de los diversos productos agrícolas suele estar vinculada con la pérdida de pigmentos de color como la clorofila, entre otros (Aharoni et al., 1993). Por lo tanto, uno de los mayores objetivos en el uso de refrigeración es disminuir la degradación de estos compuestos (Clydesdale, 1998; Shewfelt, 2003; Do Nascimiento, 2008). Bajo las condiciones particulares generadas en esta investigación, se pudo observar que el contenido de clorofila total presentó variación significativa en los tres últimos periodos de muestreo (9, 12 y 15 dda), donde el tratamiento a 6 °C presentó el valor más alto (9.32 µg·g-1 de peso fresco) con relación al de 10 °C y testigo (Cuadro 2).
]]> Este comportamiento se encuentra ampliamente vinculado con lo indicado en diversas trabajos donde se sugiere una relación directa entre un incremento de la temperatura de almacenamiento y la tasa de degradación de pigmentos (clorofilas y carotenoides) que en forma intrínseca permiten la coloración de hojas y frutos (Brosnan y Sun, 2001; Harpaz-Saad et al., 2007). El uso de la refrigeración puede ser una herramienta útil, ya que permite disminuir de manera importante esta degradación y mantener la calidad visual (apariencia de frescura y de color) de los productos hortofrutícolas (Laurila y Ahvenainen, 2002; Shewfelt, 2003; Smith et al. 2003), que en el caso de hierbas frescas como la menta suele ser una de las características más importantes (Böttcher et al., 2002).Por otra parte, este resultado fue similar a lo encontrado en cilantro (Coriandrum sativum L.) por Hassan y Mahfouz (2012), quienes en un trabajo de almacenamiento a 5 °C reportan que el contenido de clorofila total fue disminuyendo gradualmente durante el almacenamiento pero de forma lenta en comparación a la mantenida bajo condiciones ambientales. De igual manera, estos autores también reportan un resultado similar en albahaca (Ocimum basilicum L.) (Hassan y Mahfouz, 2010).
Carotenoides
Con relación al contenido de carotenoides, se detectaron diferencias significativas (P ≤ 0.05) durante la mayor parte del periodo de evaluación. El tratamiento a temperatura ambiente presentó el mayor contenido de estos pigmentos (2.94 µg·g-1 PF), excepto a los nueve dda donde mostró un comportamiento estadísticamente similar al de 10 °C (Cuadro 2). Esto sugiere que el uso de bajas temperaturas (6 y 10 °C) incide en la disminución de los diversos procesos metabólicos degradativos de los productos perecederos, evitando la pérdida de clorofila, principal pigmento en hojas y frutos inmaduros (Clydesdadale, 1998; Do Nascimiento, 2008), y de forma paralela también impide la biosíntesis de carotenoides (colores amarillos, naranjas y rojos) (Yamauchi y Watada, 1991). Se ha observado que los carotenoides aparecen lentamente al degradarse el color verde inducido por la presencia de clorofila (Ferrante y Francini, 2006). Lo anterior coincide con lo indicado por Maestrelli (2000) y Shewfelt (2003), quienes indican que el color es un indicador cosmético de la calidad en frutas y hortalizas, el cual sufre relativamente pocas alteraciones durante el almacenamiento. Los cambios que se suscitan son consecuencia de la variación en la composición de los pigmentos naturales, como son las clorofilas, antocianinas y carotenoides, o en el peor de los casos, son ocasionados por reacciones de oscurecimiento enzimático.
Acidez titulable
Se encontró que el uso de bajas temperaturas (6 °C) favoreció un incremento de la acidez titulable (% ácido cítrico), excepto a los doce días de almacenamiento, donde presentó un comportamiento similar al tratamiento a 10 °C con valores de 1.62 y 1.34 % de ácido cítrico, respectivamente. Este resultado puede estar vinculado al efecto de la temperatura en la disminución de la intensidad del proceso respiratorio (Do Nascimiento y Pierre, 2003), dado que durante su realización, y la consecuente generación de energía celular, se utilizan como sustratos principales los azúcares contenidos en los órganos de almacén como son frutos y raíces (Davies, 1980; Giovannoni, 2007). Adicionalmente, Nei et al. (2005) y Nath et al. (2006) reportan que en hojas la concentración de carbohidratos es baja, y que al avanzar la senescencia por efecto directo de la temperatura ambiental, este sustrato se agota. Debido a esto, los ácidos orgánicos se convierten en el principal sustrato respiratorio (Peiris et al., 1997; Alvarado et al., 2004). En este mismo sentido, Rogers (1973) y Figueroa et al. (2005) mencionan que en los productos agrícolas cuyo órgano de interés económico no es el fruto sino la lámina foliar, un aspecto importante de su deterioro es que se involucra una disminución excesiva de los sustratos respiratorios. La tasa de velocidad con que esto ocurre depende en parte de la cantidad de reservas presentes al momento de ser cosechadas.
Escala hedónica
De acuerdo con el análisis no paramétrico de Kruskal-Wallis, se encontró que las bajas temperaturas (6 y 10 °C) favorecieron (P ≤ 0.05) una mejor apariencia visual (con valores de nueve; Cuadro 3), a los 6, 9, 12 y 15 dda, comportamiento que puede estar asociado con la disminución de la tasa de degradación de clorofila, y algunos procesos implicados con la senescencia (Laurila y Ahvenainen, 2002; Shewfelt, 2003). Lo anterior coincide con lo mencionado por Cantwell y Reid (1993), quienes reportan que la albahaca almacenada por 10 días a 10 °C mantuvo su apariencia visual de forma excelente y en buenas condiciones de comercialización.
Una característica fundamental de calidad en las hierbas frescas es el color verde de sus hojas (Aharoni et al., 1989), y en este estudio se detectó que a partir de seis dda el uso de refrigeración favoreció la conservación del color verde de los manojos de menta, en contraste a lo que se observó en el tratamiento testigo donde la pérdida de color fue evidente aunado con la aparición de colores amarillentos mostrado en los dos últimos periodos de evaluación.
Se encontró que el tratamiento a temperatura ambiente incrementó la caída de hojas a partir del día seis de almacenamiento; de igual forma también generó el desarrollo de malos olores en los dos últimos muestreos. En lo que respecta a la presencia de pudriciones, en este trabajo no se logró detectar diferencia estadística entre tratamientos, esto tal vez está asociado con la duración del periodo de almacenamiento (15 dda), el cual pudo ser insuficiente para el desarrollo de los mismos. Cantwell y Reid (1993) y Kenigsbuch et al. (2007) indican que como todos los tejidos de hoja verde, las hierbas se afectan negativamente por el etileno, lo que manifiestan con síntomas como amarillamiento, caída de las hojas y epinastia (encurvamiento del pecíolo). Por su parte, Cantwell y Reid (2002) y Böttcher et al. (2003) indican que de manera análoga con otros productos perecederos, la temperatura es el factor más importante que afecta la vida de las hierbas frescas. Estos mismos autores señalan que algunas de estas hierbas como la menta son susceptibles a amarillamiento, por lo que siempre debe considerarse su manejo mediante el uso de refrigeración y humedad relativa cercana al punto de saturación (98 a 100 %).
]]>CONCLUSIONES
El uso de refrigeración permitió mantener sin cambios significativos la tasa de respiración y la producción de etileno. De igual manera se logró observar una reducción en los cambios de pérdida de peso, clorofila total, carotenoides, acidez titulable y atributos de apariencia visual requeridos en la comercialización de la menta.
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