ESTUDIO DEL MÉTODO DE ATMÓSFERA MODIFICADA EN LA CONSERVACIÓN DE LA CALIDAD DEL MANGO (Mangífera Indica L.)

VARIEDAD VALLENATO

Juan Guillermo Reales Alfaro, Aldo Alexander Fernández Varela

Grupo de Investigación en Biotecnología e Innovación Agroindustrial Tropical (Biat),

Universidad Popular del Cesar, oficina 205 bloque A sede balneario hurtado salida a patillal. juguireal@gmail.com, biat@unicesar.edu.co

RESUMEN

Para aproximarnos al objetivo de mejorar la calidad de la conservación del mango

variedad vallenato se realizó este trabajo de investigación desarrollado y concluido dentro de una agenda que incluye el establecimiento de relaciones con el sector privado y gubernamental para transferir los resultados y repotenciar la agro cadena de esta fruta. Se analizó la influencia del método de las atmósferas modificadas utilizando empaques de polietileno de baja densidad calibres 2 y 3 mils, y tres mezclas gaseosas (3%O2-3%CO2-

94%N2; 4%O2-7%CO2-89%N2; 5%O2-5%CO2-90%N2) para un diseño experimental

completamente aleatorio de seis tratamientos (T1, T2, T3, T4, T5 y T6) de los cuales fue posible evaluar aspectos fisiológicos en tres de ellos (T1, T3 y T5) por conservar frutos sin daños por frío después de dieciséis días. La temperatura de almacenamiento fue de 12ºC y humedad relativa de 63%, por un período de 30 días, más nueve días a una temperatura de 20ºC. Los empaques con atmósferas modificadas retrasaron el máximo climatérico, se desaceleró el metabolismo del mango vallenato y con mayor intensidad en el tratamiento 5, lo que permitió su mayor periodo de conservación comparado con los frutos testigos. La película que presentó un mejor comportamiento al intercambio de gases fue la de calibre 2 mils dentro de la cual se mantuvo por un mayor período las características de los frutos con la mezcla gaseosa de 5%O2-5%CO2-90%N2.

Palabras claves: Mango, atmósfera modificada, conservación, empaque, calidad ABSTRACT

This study was conducted to improve the conservation of the quality of mango variety vallenato during storage under modified atmosphere as part of a coordinated effort between the private and the governmental sectors in order to transfer the results and improve the agricultural chain of this fruit. It was studied the influence of the modified atmosphere method using low density polyethylene packages of thickness of 2 and 3 mils, and three types of

atmospheres (3%O2-3%CO2-94%N2; 4%O2-7%CO2-89%N2; 5%O2-5%CO2-90%N2). A

complete random treatment of six treatments was used (T1, T2, T3, T4, T5 y T6), of which it was possible to evaluate the physiological aspects in three of these treatments (T1, T3,T5)

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after keeping the fruits without damage during 16 days. The storage conditions were: temperature 12°C, a relative humidity of 63% during 30 days, plus 9 days stored at 20°C. The packages with modified atmosphere delay the climacteric peak, reduced the mango vallenato metabolism especially with the treatment T5, which allowed a longer conservation period than the reference fruit samples. The film with a thickness of 2 mils showed the better gas interchange especially with the atmosphere composition of 5%O2-5%CO2-90%N2 which allowed to keep the fruit characteristics for a longer time.

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INTRODUCCIÓN

El mango (Mangífera Indica L.) es un producto altamente perecedero que afronta diferentes problemas durante su manejo post-cosecha: la corta vida útil, alta tasa de respiración, daños por congelación, daños por frío, enfermedades e insectos. El almacenamiento refrigerado retrasa estos cambios indeseables, pero no incrementa suficientemente la vida útil para las exigencias de la distribución al por menor y para los objetivos de exposición en el punto de venta.

El envasado en atmósfera modificada

corresponde al método de envasado de alimentos que implica la sustitución del aire del interior del envase por un gas o mezcla de gases. Los gases principalmente utilizados son dióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2) y nitrógeno

(N2). Este cambio de la composición del

aire dentro del envase, sumado al almacenamiento en condiciones refrigeradas, extiende la vida útil del producto en días o semanas sin alterar su calidad. Esto último, debido a que son controladas la actividad bioquímica, enzimática y microbiológica, lo que minimiza o disminuye la velocidad de reacción de los fenómenos más importantes que conducen a la alteración de los alimentos. Por consiguiente, este método permite la conservación de frutas con poca o ninguna necesidad de conservantes químicos.

En una investigación sobre la

conservación del mango variedad Tommy Atkins en atmósfera modificada se demostró que la mezcla de gases (5% de CO2, 8% de O2 y 87 % de

Nitrógeno) y empleando una película de

polietileno de baja densidad calibre 2 fue la mas adecuada para este fin, prolongando la vida útil por mas de 30 días con temperaturas de 12 a 13 ºC y humedad relativa de 80 a 90%.1

MATERIALES Y METODOS

Selección y acondicionamiento del material vegetal

Los frutos fueron recolectados con 11 semanas de vida en el árbol, de dos cultivos comerciales de mango, Alejandría y La Estancia, ubicados en la zona norte del municipio de Valledupar, latitud 10º 29’ N, longitud 73.15 W, a 170 msnm y una temperatura de 34 ºC2

La selección se llevó a cabo utilizando

índices evaluados mediante el desarrollo del color amarillento de la pulpa y forma del fruto, días transcurridos desde la floración n, correspondientes a madurez fisiológica. También se basó en la sanidad de la fruta (que no presente ningún tipo de daño externo como raspaduras, cortadas o picaduras de insectos) y el tamaño dentro del rango representativo hallado en la distribución de frecuencia por CENICAFE3. La fruta 1 Índices de madurez y conservación de mango

Tommy Atkins mediante el uso de atmósfera

modificada. Universidad de la Salle. Bogota. 1994

2 NAVARRO Y. y SOCARRAS T. 2004. Estimación

del Estado de Maduración de frutas (Mangífera

indica.L) mediante el procesamiento digital de imágenes

a color y el entrenamiento de una red neuronal en el

departamento del Cesar. [Tesis pregrado]. Valledupar,

Cesar: Universidad Popular del Cesar. 110 P. disponible

en: documento impreso en sección archivo de la

universidad. 3 CENICAFE- SENA. 2001. Caracterización física y

química de mango vallenato en el departamento del

Cesar.

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fue puesta inmediatamente en el tanque de agua y se le retiró cualquier resto de impureza o cuerpo extraño de la corteza con una esponja; se pasó a una solución de hipoclorito de sodio a 200 ppm, dejada allí de 3 a 5 segundos. Luego se secaron y se procedió a empacarlas, tres mangos por bolsa y tres bolsas por caja, que fueron estibadas.

El ensayo se hizo en el laboratorio

de consultas industriales y en la planta piloto de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Popular del Cesar por 30 días a una temperatura de 12 ºC y

humedad relativa del 63% más una maduración complementaria de 9 días a 20 ºC

Polímeros y atmósfera modificada

Las mezclas utilizadas para modificar las atmósferas fueron preparadas y certificadas por una compañía especializada en preparación de gases.

El polímero empleado y sus

características de permeabilidad a los gases se describen en la tabla 1.

Tabla 1. Características físicas del polímero empleado

Tipo de

Película

Transmisión de

vapor de agua

(g/m2

.24h)

38 ºC/90% HR

Permeabilidad

(cc/m2.24h.atm)

films de 25 µm a 25 ºC

CO2 O2 N2

Polietileno

de baja

densidad

18 42000 7800 2800

Fuente: Parry, 1993

Se procedió a desarrollar una bolsa con

un área tal que permitiese una evolución apropiada de las fracciones en volumen de oxígeno y dióxido de carbono en el interior del empaque. El área total

resultante fue 1222,2 cm2, repartidos en

bolsas de dos caras con 611.1 cm2

cada una; finalmente se desarrollaron bolsas de 25,4 cm x 25,4 cm de lado. Para el proceso de empaque en las

bolsas de PEBD4 calibre 2 y 3 mils5, se utilizó una empacadora al vacío de alimentos, donde se aplicó un ligero vacío y se inyectaron las atmósferas modificadas semi-activas a los diferentes tratamientos. Para cada una de las mezclas gaseosas se elaboraron 30 empaques, teniendo en cuenta las características de las pruebas que exige

4 PEBD: Polietileno de baja densidad 5 1 mils = 25 µm

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destrucción de la atmósfera, al mismo tiempo se consideró la posibilidad de ruptura de uno o más empaques, lo que ocasionaría una pérdida de

confiabilidad en el ensayo si no existieran suficientes réplicas. La distribución de los tratamientos se presenta en la tabla 2.

Tabla 2. Tratamientos aplicados al almacenamiento del mango a 12 ºC y 63% de H.R bajo atmósfera modificada

Tratamiento

Calibre de

Polietileno de baja

densidad

Atmósfera

modificada semi-

Activa

(%O2-%CO2-%N2)

1 2 3-3-94

2 3 3-3-94

3 2 4-7-89

4 3 4-7-89

5 2 5-5-90

6 3 5-5-90

Testigo Sin empaque Ambiente

DISEÑO EXPERIMENTAL

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar, con estructura factorial 2 x 3 (dos calibres de empaque de polietileno de baja densidad, tres mezclas de gases) y 3 repeticiones. Debido a que no todos los tratamientos presentaron la misma duración se realizó un análisis de varianza para cada fecha en que finalizaba uno de los tratamientos incluyendo aquellos que aun continuaban su conservación. Para el análisis estadístico fueron descartados aquellos tratamientos que tuvieron menor duración

que el testigo y cuyos datos obtenidos no eran suficientes para ser incluidos en dicho análisis. Para la comparación de resultados de los diferentes tratamientos se realizó una prueba de comparación múltiple de Duncan en cada análisis de varianza con significancia al 5%. La unidad experimental se constituyó por 3 mangos en un mismo empaque. Todos los datos se procesaron con ayuda del paquete estadístico Statgraphics Plus versión 4.0.

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Determinaciones Método Instrumento

Fisiológicas

-Intensidad

respiratoria

Saturación con Ba(OH)2

Respirómetro

Determinaciones fisiológicas, físicas, químicas y microbiológicas del fruto

Los procedimientos analíticos fueron de carácter destructivo; se realizaron tres repeticiones analíticas de las variables fisicoquímicas. La evaluación organoléptica se realizó durante el experimento. Los análisis fisiológicos se realizaron cada 6 días hasta el día 16 de almacenamiento y de ahí en adelante

cada 3-4 días. Además se estableció la relación de madurez (R.M) según la siguiente ecuación:

R.M = S.S.T / A.T.

Para esta relación, los sólidos solubles totales (S.S.T) se determinaron por medición de los grados brix y la acidez titulable (A.T) por medición del % ácido cítrico.

En la tabla 3 se resumen las técnicas e instrumentos utilizados.

Tabla 3. Determinaciones Fisiológicas

RESULTADOS Caracterización física inicial del fruto. Estos datos se resumen en la tabla 4.

Tabla 4. Características Físicas de los frutos utilizados en el experimento

Peso 241.2±44,3 g

Diámetro Longitudinal 85.6 ± 4.9 mm

Diámetro Transversal 80.6 ± 7.6

Los tamaños y pesos están dentro del

rango registrado por CENICAFE (2001), que reportan un peso para el mango Vallenato entre 93-508 g, siendo el rango

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201-250 g el de mayor producción, un diámetro longitudinal entre 58-112 mm y un diámetro transversal entre 50-101 mm.

Características organolépticas.

Los frutos de los tratamientos con calibre 3 mils (2, 4 y 6) a los 16 días de almacenamiento mostraron cambios similares como manchas café distribuidas por toda la piel, arrugas que le conferían una textura áspera, sabor y olor ácido alcohólico; esto indica que las condiciones atmosféricas presentes en el calibre 3 produjeron desordenes fisiológicos en los frutos, posiblemente por niveles elevados de CO2 y bajos de O2, según lo reportado por Thompson (1998).

A partir de los 26 días de

almacenamiento, los frutos Testigo presentaron inicios de degradación de la clorofila con la aparición de un color amarillo en el ápice y un leve ablandamiento en la pulpa. A los 39 días de almacenamiento estos frutos estaban sobre maduros.

Los mangos del Tratamiento 3, a partir

del día 26 comienzan a presentar manchas cafés en la cáscara de algunos frutos, 1 por cada 3 mangos y un sabor ácido alcohólico; los mangos del tratamiento 1 sufren daño por frío en el día 30, mientras que en los frutos del tratamiento 5 esto no ocurre.

A partir del día 39 los frutos de los

tratamientos 3 y 5 se sacaron de la atmósfera modificada y se sometieron a temperatura ambiente (Tprom= 30°C), estos frutos al salir del empaque y experimentar un cambio en las concentraciones de los gases de respiración y temperatura adquirieron

otras características en cuanto al sabor y en especial a la acidez de la fruta pues éstas se tornaron menos ácidas, conservándose mejor las características en los frutos del tratamiento 5. Esto indica que las atmósferas modificadas acompañadas de un almacenamiento prolongado a bajas temperaturas (12°C y 20°C), producen trastornos o alteraciones en el metabolismo de los frutos. (R.H.H. Wills et-al, 1992). Pero estos sabores y olores de los frutos fueron recuperando su característica natural agradable con temperatura ambiente y maduración complementaria.

Intensidad respiratoria.

A partir de los 16 días de

almacenamiento los frutos de los tratamientos 2, 4 y 6 presentaron daños fisiológicos que impedían usarlos con confianza en la investigación, razón por la cual no fueron tenidos en cuenta para análisis posteriores.

En la figura 1 la curva para los mangos

del Tratamiento 1 mostraron un aumento de la intensidad respiratoria alcanzando un valor máximo de 86.1 mg CO2 /kg/h en el día 26, donde también presentó el valor más alto de los ºBrix, 8.5 y pH de 4.10 es decir que hasta éste día se alcanzó la mayor degradación de almidones y ácidos orgánicos (Thompson, 1998); A partir del día 26 estos frutos empezaron a sufrir daños fisiológicos que los llevaron al fin de su vida útil presentado el día 30.

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Figura 1. Efecto de las atmósferas modificadas en la respiración del mango variedad Vallenato

Los mangos de los tratamientos 3 y 5

mostraron comportamientos similares donde para el día 33 de almacenamiento registraron valores de 83.44 y 69.99 mg CO2 /kg-h respectivamente.

Es posible observar en la figura 1, cómo

los frutos almacenados en atmósfera modificada muestran un comportamiento errático en la curva respiratoria, mientras que el comportamiento de los frutos testigos es típicamente climatérico, aunque es de notar que en la curva respiratoria para los frutos testigos se presenta un primer pico, que no es el climaterio, situación que puede deberse posiblemente a que no se mantuvo constante la temperatura durante la medición, al estado fisiológico de los frutos analizados durante este periodo

(muy verdes) o el flujo de aire en el momento de la medición. Por lo tanto, el testigo alcanza su máximo climatérico entre los días 30 y 33 porque se ajustan a los cambios físicos y químicos presentados por los frutos cuando pasan por este periodo, entre estos encontramos: la pigmentación de la cáscara (degradación de la clorofila y presencia de carotenos), color de la pulpa y consistencia.

En la fase experimental la intensidad

respiratoria es inferior en promedio en las frutas testigo que en las frutas almacenadas bajo condiciones de atmósfera modificada. Estos resultados coinciden con lo observado por (Jaramillo 1999) y (Mendoza 1994) quienes reportaron que este comportamiento

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inusual puede deberse al hecho de que para poder llevar a cabo este análisis fisiológico fue necesario romper los empaques dentro de los que se encontraban las frutas y por ende acabar con la modificación atmosférica a la que estas se hallaban sometidas, pasando de una atmósfera pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono, a una de mayor concentración en oxígeno y menor en dióxido de carbono pudiéndose activar de una manera diferente el proceso de respiración que una fruta a condiciones atmosféricas normales presenta. Por otro lado, el tiempo en que los frutos testigos alcanzaron su máximo climatérico aparece antes que los frutos de los tratamientos 3 y 5 que durante los días estudiados no mostraron tal valor, lo que indica que las atmósferas y calibre de estos tratamientos permitieron retardar la actividad respiratoria de los frutos.

A los 30 días de almacenamiento no

existieron diferencias significativas (p<0,05) entre la respiración promedio de los frutos en los distintos tratamientos (1, 3 y 5) y los frutos testigo, es decir que la actividad respiratoria en este día fue similar estadísticamente. Al cambiar la temperatura (20°C) a los 39 días de almacenamiento los frutos en AM 4-7-89 y 5-5-90 con calibre 2 mostraron promedios más altos de intensidad respiratoria comparados con los mangos testigos a un nivel de confianza del 95%.

CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES El uso de las atmósferas modificadas

desaceleró el metabolismo del mango vallenato y con mayor intensidad en el tratamiento 5, lo que permitió su mayor período de conservación de las características deseables para su vida

comercial. La aplicación de la técnica de

conservación bajo atmosfera modificada conserva la calidad de los frutos, pero no modifica permanentemente los sabores y aromas de los frutos con los que aumenta su confianza en que son también conservados naturalmente al restablecerse en maduración posterior a temperatura ambiente.

El tratamiento que conservó por mas

tiempo las características fisicoquímicas del mango fue el T5 (5% O2, 5% CO2, 90% N2 y calibre 2 mils), prolongando su vida útil por mas de 39 días.

El polietileno de baja densidad calibre 2

mils, es la película plástica que por mayor tiempo conserva las características deseadas de atmósfera modificada en el interior de los empaques. Esto porque permite una mayor difusión de los gases tanto al interior (O2) como al exterior (CO2) del empaque, evitando que se den condiciones anaeróbicas que desencadenen fermentaciones.

Es posible con esta técnica aumentar el

tiempo de conservación con una calidad atractiva para transportar y mostrar la fruta por largos recorridos y en expendios con lo que el consumidor puede ser más motivado a obtenerla.

AGRADECIMIENTOS

A la universidad Popular del Cesar y a

los investigadores del grupo de investigación en Biotecnología e Innovación Agroindustrial Tropical, Biat y del centro de investigación y desarrollo tecnológico del carbón, Cidtec.

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REFERENCIAS

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