Cambios fisicoquímicos poscosecha en tres cultivares de pepino con y sin película plástica*

Postharvest Physicochemical changes in three cucumber cultivars with and without plastic film

Delia Moreno Velázquez^1§, Wendy Cruz Romero¹, Erika García Lara¹, Armando Ibañez Martínez¹, Juan Manuel Barrios Díaz¹ y Benjamín Barrios Díaz¹

¹ Facultad de Ingeniería Agrohidraúlica. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Av. Universidad s-n Junta Auxiliar de San Juan Acateno. Teziutlán, Puebla. C. P. 73695. Tel. 01(231) 31 2 29 33. (cruzrw@hotmail.com), (ergala48@hotmail.com), (jbariosdia@hotmail.com), (bnbrdz@hotmail.com), (armandoibama@hotmail.com). ^§Autora para correspondencia: delia-mv@hotmail.com.

* Recibido: noviembre de 2012
Aceptado: mayo de 2013

Resumen

El pepino una vez recolectado en madurez comercial, empieza a experimentar rápidamente cambios metabólicos tendientes a la senescencia y muerte de los tejidos. El manejo poscosecha coadyuva en el mantenimiento de la calidad del producto hasta el consumidor final; dentro de los principales problemas poscosecha, se encuentra la pérdida de turgencia, y otros cambios físicos y químicos que demeritan la apariencia y calidad final; la velocidad de deterioro del fruto presenta comportamiento diferente de acuerdo a las condiciones de almacenamiento; así como de las condiciones de manejo. En el presente estudio, se evaluó la calidad poscosecha de tres cultivares de pepino fresco, Zapata, Constable y Lider, con y sin recubrimiento de película plástica comercial Cryovac^® RD 45, almacenados por quince días a temperatura ambiente. Cada tres días, se midió pérdida de peso, sólidos solubles totales (SST), pH, acidez titulable, relación SST-acidez titulable y contenido de clorofila a, b y total. La pérdida de peso fue menor al 1% en los tres cultivares de pepino con película plástica y alrededor de 8% en los tres cultivares sin película plástica. La relación SST-acidez titulable no resultó ser un indicativo de calidad. Los pepinos cultivar Constable con película plástica mantuvieron el mayor contenido de clorofila a, b y total hasta el final del periodo de almacenamiento. Los frutos cultivar Lider con película plástica registraron las mejores características químicas de SST, ácido cítrico, pH y relación SST - acidez titulable.

Palabras clave: Cucumis sativus L., clorofila, película plástica, pérdida de peso.

Abstract

The cucumber once collected at commercial maturity, begins to experience rapid metabolic changes tending to senescence and death of tissues. Postharvest handling contributes in maintaining the quality ofthe product to the final consumer; within the major postharvest problems, is the loss of turgor, and other physical and chemical changes that detracts the appearance and final quality; the degradation rate of fruit has different behavior according to storage conditions, as well as driving conditions. In the present study, were evaluated postharvest qualities of three cultivars of fresh cucumber, Zapata, Constable and Líder, coated and uncoated with a commercial plástic film Cryovac® RD 45, stored for 15 days at room temperature. Every three days, was measured weight loss, total soluble solids (TSS), pH, titratable acidity, TSS, titratable acidity-TSS relationship and content of chlorophyll a, b and total. Weight loss was less than 1% in the three cultivars of cucumber with plastic film and about 8% in the three cultivars without plastic film. The titratable acidity-TSS relationship turn out not to be an indicative of quality. The Constable cucumber with plastic film remained the highest content of chlorophyll a, b and total until the end of the storage period. The Lider cucumbers with plastic film recorded the best chemical characteristics of TSS, citric acid, pH and titratable acidity-TSS relationship.

A nivel mundial, la producción de pepino (Cucumis sativus L.) se incrementa, y México, ocupa el tercer lugar como exportador (FAO, 2009). El manejo poscosecha de ésta hortaliza, permite controlar la pérdida de turgencia, causada por la transpiración y respiración (Walter et al., 1990), además de otros cambios físicos y químicos que demeriten la apariencia y calidad final del fruto. La velocidad de deterioro, está asociada con el manejo y condiciones de almacenamiento, transporte y mercadeo (Kader, 2002).

En el almacenamiento, la temperatura y humedad relativa, se consideran factores físicos de mayor importancia (Ryall y Lipton, 1982). En frutos susceptibles a daño por frío, las atmósferas modificadas, representa una alternativa en mantener la calidad comercial el mayor tiempo posible (Wills et al., 1998). Se han utilizado cubiertas de ceras vegetales y químicas, recubrimientos comestibles, y materiales plásticos como policloruro de vinilo, polietileno, polipropileno; entre otros, que por sus propiedades inherentes de permeabilidad selectiva de gases, propician una reducción en la disponibilidad de O2 y un aumento de CO₂ en el ambiente circundante del producto, lo que induce una reducción en su actividad metabólica (Kader, 2002).

En pepino, Muy Rangel et al. (2004) reportan un aumento en la vida útil del pepino cv. Conquistador, al aplicar cera comercial Decco^®, Galletti et al. (2006) en pepino dulce (Solanum muricatum AIT) con película plástica de polietileno, y Chien and Ling (1997) en pepino (Cucumis sativus) empaquetado en bolsas de polietileno de baja densidad.

Por lo anterior, el objetivo del presente estudio fue evaluar cambios poscosecha de tres cultivares de pepino almacenados a temperatura ambiente, con y sin recubrimiento plástico comercial Cryovac^® RD 45.

Materiales y métodos

Material vegetal

El cultivo de pepino se estableció en un invernadero de 1 000 m² tipo, ubicado en las instalaciones de la Facultad de Ingeniería Agrohidráulica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), San Juan Acateno, Teziutlán, Puebla, localizado entre las coordenadas: 19° 52' 31'' de latitud norte y 97° 22' 02'' de longitud oeste. El clima del sitio es templado con lluvias en verano, con una temperatura promedio anual de 20 °C y una precipitación media anual de 1 609 mm. Se localiza a una altitud de 1 675 msnm.

Para la fertilización del cultivo se aplicaron aproximadamente 200 kg ha^-1 de N, 80 kg ha^-1 de P₂O₅ y 300 kg ha^-1 de K₂O, para lo cual la dósis total se dividió en aplicaciones semanales a través del sistema de riego, empleando los siguientes fertilizantes solubles: fosfato monopotásico (KH₂PO₄), nitrato de amonio (NH₄NO₃), sulfato de potasio (K₂SO₄) y nitrato de potasio (KNO₃).

En el segundo corte, realizado en el mes de octubre del mismo año, se cosecharon 68 frutos de cada cultivar, con coloración verde oscuro en su totalidad y de fácil desprendimiento del pedúnculo. Éstos se trasladaron al laboratorio de usos múltiples de la facultad en menos de 4 h, y se estableció el experimento. La mitad de los frutos de cada cultivar se cubrió de manera individual con película plástica comercial Cryovac® RD 45, y la otra mitad permaneció sin recubrimiento; todos fueron almacenados a temperatura ambiente de 20 °C y 70% H.R. durante 15 días. Cada tres días, se midió la variable física y las químicas con diez y cuatro repeticiones, respectivamente.

Variables

El peso individual (g) del fruto de pepino, se registró utilizando una balanza electrónica marca Torrey PCR series 40. Los resultados se reportaron como porcentaje de pérdida de peso al relacionar el peso final con el peso inicial (Díaz-Pérez, 1998). Sólidos solubles totales (SST), pH y acidez titulable, se determinaron de acuerdo con la metodología propuesta por la AOAC (1998). Sólidos solubles totales, se colocó jugo sin diluir en un refractómetro marca ATAGO, la lectura se obtuvo como grados Brix (°Bx). El pH se midió con un potenciómetro marca Corning pH meter 445, previamente, se pesaron 10 g de pulpa y se licuaron con 50 mL de agua desionizada, se filtró el extracto obtenido y de éste último se tomaron 20 mL para registrar la lectura. La acidez titulable se determinó en 10 mL del extracto anterior, mediante titulación con hidróxido de sodio 0.025 N, reportándose los resultados como porciento de ácido cítrico.

La relación SST-acidez titulable, fue resultado del cociente SST/ acidez titulable. El contenido de Clorofila a, clorofila b y clorofila total se cuantificó con la técnica descrita por Witham et al. (1971), se pesaron 100 mg de cáscara de pepino, se cortó en pedazos pequeños y se almacenó por 24 h en frascos ámbar con 3 mL de acetona al 80% (V/V). Transcurrido el tiempo, se maceró el tejido y se filtró en papel Whatman Núm. 1. El filtrado se aforó a 10 mL con acetona al 80% y se determinó la absorbancia a 645 nm y 663 nm en un Espectrofotómetro Spectronic 21 D Milton Roy. El contenido de clorofila se reportó en mg de clorofila por gramo de tejido.

Diseño experimental

Los resultados de las variables se analizaron mediante un diseño completamente al azar con arreglo factorial 3 x 2 x 6, tres cultivares de pepino, Zapata, Constable y Líder; con y sin película plástica; y tiempo de almacenamiento, seis muestreos, uno cada tres días. Se realizó un análisis de varianza y en caso de efectos significativos, se determinaron las diferencias de los tratamientos mediante la prueba de comparación de medias de Tukey (a= 0.05), con el programa estadístico computacional SAS (Statistical Analysis System), versión 9.0 para Windows.

Resultados y discusión

La pérdida de peso se relacionó con el uso de película plástica y tiempo de almacenamiento (Cuadro 1), no así con el cultivar. Los frutos de pepino sin película plástica registraron la mayor pérdida de peso (8%) en comparación con los de película plástica (1%) después de quince días de almacenamiento a 20 °C (Figura 1). Los cultivares Lider y Zapata fueron los de mayor y menor pérdida de peso, 8.76% y 7.9%, respectivamente. Ben-Yehoushua (1987) reportó que la calidad comercial del pepino se demerita cuando se alcanzan pérdidas de peso superiores al 5%.

Amarante y Banks (2001) encontraron que el encerado reduce la permeabilidad al vapor de agua y el intercambio gaseoso entre el fruto y el ambiente que lo rodea, ya que la cubierta externa bloquea los poros de la epidermis y se logra una reducción en la pérdida de agua de los tejidos y un retraso en la aparición de los síntomas de marchitamiento. Muy Rangel et al. (2004) encontraron pérdidas de peso superiores al 10% y 14%, en frutos de pepino cv Conquistador con y sin cera comercial Decco^®, almacenados a 24 °C por 14 días, con 0.2 KPa de déficit de presión de vapor (DPV); además, registraron 6% de pérdida de peso con la visualización de los primeros síntomas de marchitamiento asociados con la pérdida de calidad comercial; lo cual se presentó a los tres y seis días de almacenamiento, sin encerar y encerados, respectivamente. Galleti et al. (2006) reportaron el uso de película plástica de polietileno como la mejor en prolongar la vida útil en pepino dulce (Solanum muricatum AIT), almacenados a 8 °C y 85% H. R. por 35 días.

Chien y Ling (1997) reportaron 9% de pérdida de peso en frutos de pepino sin película y valores menores al 1% en frutos empaquetados en bolsas de polietileno de baja densidad, almacenados a 5 °C y 90-95% H.R. por 18 días. De lo anterior, se puede mencionar que existieron similitudes con los autores; la pérdida de peso de 6% coincidió con los síntomas visibles de marchitamiento en los frutos sin película plástica, lo cual ocurrió entre los ocho y once días de almacenamiento, primero en Constable, después en Lider y finalmente en Zapata. La película plástica Cryovac^® RD 45 no permitió la aparición de los síntomas visuales de marchitamiento al término de quince días.

Sólidos solubles totales

El contenido de sólidos solubles totales resultó afectado por el cultivar, uso de película y tiempo de almacenamiento (Cuadro 1). Al inicio del almacenamiento (Figura 2), se registró el mayor contenido de sólidos solubles totales en el cultivar Zapata con y sin película plástica (3.75 °Bx), seguido de Lider (3.47 °Bx) y finalmente de Constable (2.95 °Bx). Sin embargo, conforme transcurrió el tiempo, el comportamiento no fue el mismo. Los frutos sin película mostraron mayores irregularidades, el menor contenido de sólidos solubles totales se registró a los nueve días en los cultivares Zapata (2.85 °Bx) y Líder (2.65 °Bx) y a los seis en Constable (2.87 °Bx); después, se incrementaron hasta alcanzar valores finales de 3.2, 3.4 y 2.9 °Bx, respectivamente.

Los pepinos son frutos no climatéricos (Suslow y Cantwell, 1997) que se caracterizan por presentar valores bajos de °Bx una vez recolectados (Musmade y Desai, 1998). Cortés et al. (2011) reportaron valores de 3.3 °Bx en pepino fresco cv. Cohombro. Muy Rangel et al. (2004) reportaron valores de 2.5 a 4 de °Bx en frutos de pepino cv. Conquistador. En el presente estudio, los tres cultivares con y sin película plástica, al inicio del almacenamiento presentaron valores semejantes a los reportados por los autores antes mencionados, en el rango de 2.9 a 3.6 °Bx. En los frutos sin película, tras la recolección, la transpiración y respiración continúan; el descenso de los valores, previos a la pérdida de calidad comercial, puede estar relacionado con cambios en la velocidad respiratoria, y por consiguiente de la degradación oxidativa de los azúcares (Wills et al, 1998), y el aumento consecuente, presentarse como consecuencia del marchitamiento visual, producto de la plasmólisis de lo tej ido.

pH

El pH presentó cambios significativos (p≤ 0.05) con el cultivar, uso de película plástica y tiempo de almacenamiento (Cuadro 1). Al inicio del almacenamiento (Figura 3), los tres cultivares de pepino, presentaron valores de pH de 5.6 a 6, semejante a lo reportado por Cortés et al. (2011) en frutos de pepino cv. Cohombro (5.6). Conforme transcurrieron los días, los frutos con y sin película plástica registraron el mismo comportamiento, lo cual permite señalar que la película no causó metabolismo anaeróbico por lo menos hasta los nueve días. El pH, es una medida para evaluar la concentración real de los iones H⁺ en cualquier disolución acuosa (Lehninger, 1995), por lo que valores bajos de pH, indican mayor concentración de iones H+ y viceversa. El descenso del pH a los tres días, puede ser resultado de la acumulación de ácidos orgánicos que van a determinar el sabor final del pepino, y el aumento a los seis días de almacenamiento, sugiere probablemente el alcance de la maduración.

El descenso continuo del pH hasta finalizar los 15 días de almacenamiento, probablemente sea consecuencia del inicio de la senescencia en el caso de los frutos con película plástica, los cuales no disminuyeron más de 0.5 unidades de pH con el valor inicial; y en los frutos sin película plástica, el descenso probablemente sea consecuencia de una respiración acelerada y anormal, producto de la plasmólisis.

Acidez titulable

El mayor contenido de ácido cítrico se observó en los pepinos sin película plástica (0.071%); dentro de cultivar, en Zapata (0.074%); y con respecto al tiempo de almacenamiento, a los tres y quince días, 0.076% y 0.076%, respectivamente (Cuadro 1). En la Figura 4, se observó que los valores al inicio fueron de 0.04 y 0.05%, similares a los reportados por Cortés et al. (2011) en pepino fresco cv. Cohombro (0.05%). El porcentaje de acidez titulable se incrementó a los tres días en la mayoría de los cultivares con y sin película, para después descender, y entre los 9 y 15 días incrementarse nuevamente.

Los tres cultivares sin película plástica y el cultivar Zapata con película plástica fueron los que mostraron valores más altos en acidez titulable (Figura 4); 0.09% en Zapata, 0.07% en Constable, 0.09% en Lider y 0.09% en Zapata con película plástica. El incremento de la acidez a los tres días concuerda con el valor inferior de pH, indicativo de la acumulación de ácidos orgánicos, en este caso de ácido cítrico, que va a determinar junto con los azúcares y otros compuestos, el sabor característico del fruto; al respecto, Díaz (2002) mencionó que antes de la maduración, los ácidos orgánicos se encuentran en alta cantidad y se reduce su contenido en la medida que se desarrolla este proceso y en particular cuando se inicia el aumento de azúcares libres o bien debido a que son utilizados como sustratos durante la respiración (Wills et al, 1998).

Relación sólidos solubles totales-acidez titulable

El sabor de los frutos está determinado en gran medida por la relación que existe entre el contenido de sólidos solubles totales y la acidez titulable. En los frutos de pepino, se registró diferencia significativa (p≤ 0.5), considerando el cultivar, recubrimiento y tiempo de almacenamiento (Cuadro 1). Los valores superiores, se obtuvieron en frutos sin película plástica (68.28), en el cultivar Constable 67.23 y con el transcurso del tiempo, al inicio y a los quince días, 71.33 y 75, respectivamente. En la Figura 5, se puede observar que los frutos de los cultivares Zapata y Líder con y sin película, presentaron dos descensos en el valor del sabor, a los tres y doce días. Cuando terminó el período de almacenamiento (15 días), el valor final en los frutos sin película fue mayor que al inicio, y menor en los frutos con película.

Clorofila a, clorofila b y clorofila total

Los contenidos de clorofila a, b y total (Cuadro 2), registraron cambios significativos con el cultivar, uso de recubrimiento y tiempo de almacenamiento; los valores más altos se obtuvieron con los frutos que presentaron película plástica (0.79 clorofila a, 0.49 clorofila b y 1.28 clorofila total), dentro de los cultivares, en Constable (0.65 clorofila a, 0.51 clorofila b y 1.32 clorofila total) y durante el tiempo de almacenamiento, a los 12 días (0.98 clorofila a, 0.60 clorofila b y 1.59 clorofila total). Conforme transcurrió el tiempo de almacenamiento (Figura 5, 6 y 7), en los tres cultivares con y sin película plástica, se registraron dos descensos en el contenido de clorofila a, b y total, el primero entre los 3 y 9 días y el segundo a los 15 días; además, se obtuvo mayor cantidad en el contenido de clorofila total, seguido de la clorofila a y finalmente la clorofila b.

El valor de las tres clorofilas, al finalizar el periodo de almacenamiento (15 días), fue menor al valor inicial en los cultivares Zapata y Líder, y mayor en el cultivar Constable. En pepino, el contenido de clorofila a con relación a la clorofila b es mayor, al respecto, Salysbury y Ross (1992) señalan que el contenido de clorofila a es mayor en plantas de sol y la clorofila b en plantas de sombra. El primer descenso del contenido de clorofila, puede ser producto del inicio de la maduración como lo menciona Díaz (2002) y el segundo descenso, puede ser debido a los procesos de senescencia y muerte de los tejidos, causado por la disminución de pH, debido principalmente a la salida de los ácidos orgánicos de la vacuola, actividad de las enzimas clorofilasas y reacciones de oxidación, causando cambios en coloración de verde olivo, verde brillante, pardeamiento y hasta pérdida del color (Wills et al.,1998).

En el presente estudió sólo se presentó el color verde olivo en los frutos de pepino cultivar Constable; y en los frutos de pepino cultivar Zapata y Lider se presentó el color amarillo, producto de la síntesis de xantofilas como reporta Suslow y Cantwell (1997) e inicio de la senescencia, con la consecuente degradación de clorofila (Salisbury y Ross, 1992).

Conclusiones

Los frutos de pepino cultivar Zapata, Constable y Lider, sin película plástica Cryovac^® RD 45 presentaron 8% de pérdida de peso a los 15 días de almacenamiento.

Los frutos de pepino cultivar Lider con película plástica Cryovac^® RD 45, tuvieron las mejores características en sólidos solubles totales, pH, acidez titulable y relación sólidos solubles totales-acidez titulable, determinantes en la degustación del producto.

Los frutos de pepino cultivar Constable, presentaron mayor coloración verde al término del almacenamiento.

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