Tecnología de frutas y hortalizas
Fundamentos de las frutas y hortalizas
Las frutas constituyen un grupo de alimentos indispensable para el equilibrio de la dieta humana, especialmente por su aporte de fibra y vitaminas.
La gran diversidad de especies, con sus distintas propiedades organolépticas y la distinta forma de prepararlas, hacen de ellas productos de una gran aceptación por parte de los consumidores, sobre todo del sur de Europa.
El Código Alimentario Español otorga la denominación genérica de frutas al «fruto, infrutescencia, la semilla o las partes carnosas de órganos florales que hayan alcanzado un grado adecuado de madurez y sean propias para el consumo humano». Asimismo, el Código clasifica las frutas atendiendo a dos criterios:
- Fisiología y
- bioquímica de la maduración de frutos.
Las reacciones químicas que hacen posible la vida reciben el nombre conjunto de metabolismo. La formación de grandes moléculas a partir de moléculas pequeñas recibe el nombre de anabolismo. El catabolismo es la degradación o fragmentación de moléculas grandes en moléculas más pequeñas, proceso que muchas veces libera energía.
Una característica importante de los vegetales y por tanto de los frutos, es el hecho de que respiran tomando oxígeno (o2) y desprendiendo dióxido de carbono (co2) y calor. También transpiran, es decir pierden agua. Mientras permanecen unidas a las plantas de procedencia las pérdidas ocasionadas por la respiración y la transpiración se compensan mediante el flujo de la savia que contiene agua, productos fotosintetizados (especialmente sacarosa y almidón) y minerales. En otras palabras, las frutas son, una vez recolectados, productos perecederos:
Respiración
La respiración es un proceso metabólico fundamental, tanto en el producto recolectado, como en cualquier producto vegetal vivo. Puede describirse como la degradación oxidativa de los productos más complejos normalmente presentes en las células, como el almidón, los azúcares y los ácidos orgánicos, a moléculas más simples, como el bióxido de carbono y el agua, con liberación de energía y otras moléculas que pueden ser utilizadas en las reacciones sintéticas acaecidas en las células.
A pesar de que la respiración se lleva a cabo, obviamente, en todos los frutos, existen diferencias marcadas tanto en las tasas como en los patrones de cambio de esta respiración en las frutas, así como de los factores externos del ambiente, tales como disponibilidad del sustrato, disponibilidad de oxígeno, temperatura, plaguicidas, sequías, características del tejido como si es inmaduro, maduro o senescente son factores que determinan la actividad respiratoria. La respiración es generalmente más alta durante los estados tempranos de desarrollo y decrece conforme maduran los órganos de la planta.
Etileno
El etileno es una hormona vegetal que, concertadamente con otras hormonas vegetales (auxinas, giberelinas, quininas y ácido abscísico) controlan el proceso de maduración de las frutas. El etileno suprime su propia síntesis en todos los tejidos, excepto en tejido de frutos climatéricos.
Biosíntesis del etileno
La biosíntesis de etileno constituye una etapa importante del proceso de maduración de los frutos climatéricos. La síntesis de etileno es el punto de partida de una serie de reacciones que conducen al fruto al estado de madurez.
Esta sucesión de eventos comprende: la fijación del etileno a un receptor, como consecuencia, tiene lugar una síntesis de novo de ARN mensajeros, lo que determina la síntesis de los enzimas que intervienen en los cambios bioquímicos, tales como, la síntesis de pigmentos, la degradación de clorofila y de almidón, y la degradación de la pared que contribuye al ablandamiento del fruto. Se trata pues de un proceso de síntesis autocatalítica del etileno, característico de los frutos climatéricos.
El proceso de maduración, en los frutos no climatéricos, no parece estar asociado a la actuación del etileno ni a su biosíntesis.
En las plantas vasculares superiores, una vía biosintética relativamente simple produce etileno. El aminoácido metionina (MET) es el punto de partida para la síntesis de etileno. La producción de ACC es frecuentemente el paso regulador para la síntesis de etileno. En el paso final, el ACC es oxidado por la Enzima Formadora de Etileno (EFE), también conocida como ACC oxidasa para formar etileno.
Frutos climatéricos y no climatéricos
Los frutos pueden ser clasificados en general como climatéricos y no climatéricos basándonos en sus patrones de respiración y síntesis de etileno durante la maduración.
La magnitud del pico puede variar enormemente entre frutos. Es importante hacer notar que los frutos con mayores tasas respiratorias, como plátanos y aguacates, tienden a madurar más rápidamente y por lo tanto son más perecederos. Esto ha conducido a la regulación de la respiración como un posible objetivo para la manipulación bioquímica de la vida de anaquel.
Este incremento respiratorio está asociado con un patrón similar de síntesis de etileno, el cual puede darse antes del aumento de la actividad respiratoria, a veces en forma simultánea y en otros casos después. Pautas de crecimiento, respiración y producción de etileno de órganos vegetales climatéricos y no climatéricos. La producción de etileno por los frutos es variable al igual que la respiración.
En contraste, los frutos no climatéricos simplemente exhiben una disminución gradual en su respiración durante la maduración y tampoco presentan un incremento en la tasa de producción de etileno.
Clasificación de productos hortofrutícolas de acuerdo a su velocidad de respiración y producción de etileno.
Importancia de la madurez en la calidad de las frutas
La maduración es una de las etapas fundamentales en la vida de los frutos, que se caracteriza por ser un período de diferenciación de tejidos, acompañado de la síntesis y acción de ciertos enzimas responsables de los cambios de los constituyentes químicos y de las propiedades físicas y organolépticas de los mismos.
En su fase final, “ripening” o maduración organoléptica, los frutos adquieren las propiedades sensoriales que los definen como comestibles. Al estado de madurez óptimo (desde el punto de vista organoléptico) sigue inmediatamente la desorganización y senectud de los tejido; ablandamiento excesivo, pardeamiento enzimático, etc.
Fases de vida de una fruta
La maduración de los frutos es el proceso que sigue al desarrollo con diversos cambios en ellos, que han sido interpretados como señal de una calidad para consumo
Tipos de maduración de la fruta
- Madurez de cosecha: Corresponder a un determinado estado de desarrollo, el cual asegure que la fruta complete los procesos fisiológicos de maduración, donde se visualizan los cambios de color verde, desarrollo de pigmentos característicos de cada fruta, aumento de los sólidos solubles, disminución de la firmeza y de la acidez.
- Madurez fisiológica: se refiere a aquel estado en la vida de un fruto, en el que se ha alcanzado el máximo grado de desarrollo y en el que el organismo ha madurado lo suficiente como para poder alcanzar la madurez de consumo. Por lo tanto, la calidad de las frutas y hortalizas depende en gran medida de sus características al momento del corte o separación de la planta y de las condiciones de su manejo postcosecha, como son el transporte, la conservación, el empacado, etc.
Principales cambios durante la maduración de los frutos
Durante la maduración, el fruto sufre una serie de modificaciones fisicoquímicas como:
- Cambio de color, por degradación de la clorofila, por medio de sistemas químicos o enzimáticos. Se desenmascaran los pigmentos carotenoides y los antocianos. También habrá nueva síntesis de pigmentos. El color es el más manifiesto entre los cambios experimentados por muchos frutos durante la maduración, y con frecuencia, el más importante de los criterios utilizados por el consumidor para decidir si el fruto está maduro o no, es el del color.
- Pérdida de firmeza como consecuencia de la degradación de protopectinas insolubles que pasan a pectinas solubles, con lo cual la pulpa tendrá menos dureza cuando el fruto es maduro. Las enzimas que se han postulado como las principales responsables del proceso de ablandamiento de las frutas son la poligalacturonasa o pectinasa y la pectin metil esterasa.
- Pérdida de peso. La pérdida de peso es una consecuencia directa de la de agua. Durante la postrecolección ocurre una pérdida de peso que se acompaña por otros cambios como pérdida de firmeza. Su consecuencia, además de una reducción en peso, es el arrugamiento en la superficie y el ablandamiento de las frutas.
- Modificación del sabor. El fruto sufre una serie de cambios organolépticos, principalmente de olor y sabor, que están ligados a una variación de concentraciones o modificaciones de las siguientes sustancias: hidratos de carbono, ácidos, taninos, productos orgánicos volátiles.
