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OPTIMIZACIÓN DEL USO POSTCOSECHA DEL 1-METILCICLOPROPENO (1-MCP) EN
FRUTOS DE AGUACATE ‘HASS’
Dr. Jorge A. Osuna García
Investigador Postcosecha e Inocuidad INIFAP-C.E. Santiago Ixcuintla
Conferencia presentada en el Primer Seminario Internacional de Actualización Tecnológica “Calidad del
Fruto de Aguacate” Uruapan, Michoacán, México 19 de Septiembre 2012
C O N T E N I D O
I. PANORANA INTERNACIONAL Y NACIONAL DEL AGUACATE
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA
III. MODO DE ACCIÓN DEL 1-MCP
IV. EVALUACIÓN DEL 1-MCP EN AGUACATE
I. PANORANA INTERNACIONAL Y NACIONAL DEL AGUACATE
Producción mundial
En el 2010 se produjeron 2.7 millones de toneladas de aguacate en el mundo
Fuente: FAOSTAT, 2010 México, primer lugar
1,107,140
330,000 288,684
224,278 201,869 184,370 158,150 152,181 113,206
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
PRO
DU
CC
IÓN
(Ton
)
Exportaciones mundiales Las exportaciones mundiales de aguacate en el 2010
alcanzaron un valor de 1,466.9 millones de dólares
Fuente: FAOSTAT, 2010 México, primer país Exportador
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
EXPO
RTA
CIO
NES
(Ton
)
9.2% 6.6% 7.3%
3.7% 3.5%
6.2%
2.9% 1.4%
39.8%
13.2%
Importaciones mundiales En el 2010 se importaron aguacates con un
valor de 1,618.5 millones de dólares
Fuente: FAOSTAT, 2010
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
E.U.A Países Bajos
Francia Japón Canadá Reino Unido
España Alemania Italia Australia
IMPO
RTA
CIO
NES
(To
n)
12.7% 11.2%
5.3% 4.3% 4.2% 3.9% 3.2% 2.9% 1.1%
41.4%
Fuente: SIACON-SAGARPA, 2012
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
90,000
100,000
110,000
120,000
Jalisco México Michoacán Morelos Nayarit Puebla
SUPE
RFI
CIE
CO
SEC
HAD
A (H
a)
2002
2007
2011
2002 = 93,846.6 Ha 2007 = 110,377.3 Ha 2011=126,597.9 Ha
Producción Nacional
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
Jalisco México Michoacán Morelos Nayarit Puebla
VOLU
MEN
DE
PR
OD
UC
CIÓ
N (
Ton)
2002
2007
2011
Fuente: SIACON-SAGARPA, 2012
Producción Nacional
Fuente: SIACON-SAGARPA, 2012
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
Nacional Jalisco México Michoacán Morelos Nayarit Puebla
REN
DIM
IEN
TO P
RO
MED
IO (
Ton/
Ha)
2002 2007 2011
Producción Nacional
Exportación Nacional
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA PÉRDIDAS POSTCOSECHA
Países desarrollados: 5 - 25% Países en desarrollo: 20 - 50%
COMO REDUCIR PÉRDIDAS a) Entender los factores biológicos y ambientales involucrados en el proceso de deterioro postcosecha.
b) Usar las técnicas postcosecha que permitan retrasar senescencia, alargar vida de anaquel y mantener calidad
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA I. FACTORES BIOLÓGICOS
1. Respiración Es el proceso mediante el cual los materiales orgánicos almacenados (carbohidratos, grasas, proteínas) son desdoblados en productos más simples con su correspondiente liberación de energía.
(CH2O)6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 673 KCal
Aceleración de la senescencia Reducción del valor de energía para el consumidor Pérdida de sabor, especialmente dulzura Pérdida de peso
TASA DE RESPIRACIÓN DEL AGUACATE Temperatura 5°C (41°F) 10°C (50°F) 20°C (68°F) mL CO2/ kg·h 10-25 25-80 40-150
“A MAYOR TASA DE RESPIRACIÓN, MAYOR VELOCIDAD DE DETERIORO”
AGUACATE FRUTO ‘CLIMATÉRICO’ CON ALTA TASA DE RESPIRACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ETILENO = MUY PERECEDERO
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA
II. CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA 2. ETILENO
3. TRANSPIRACIÓN La pérdida de agua es la principal causa de deterioro porque
reduce el peso, causa marchitamiento, ablandamiento, flacidez y disminuye el valor nutricional.
La producción de etileno comienza después de la cosecha y aumenta considerablemente con la maduración a más de 100 µL/kg·h a 20°C (68°F)
II.CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA II. FACTORES AMBIENTALES 1. Temperatura: Es el factor que más influye en la vida de anaquel. A mayor temperatura mayor tasa de deterioro. 2. Humedad Relativa: A determinada temperatura y velocidad del aire, la pérdida de agua depende exclusivamente de la humedad relativa. Adecuada para Aguacate 85 – 95 % 3. Composición atmosférica: Bajas concentraciones de O2 y altas de CO2, retrasan o aceleran deterioro. Óptimo Aguacate: 2 - 5 % de O2 y 3 – 10 % de CO2
II.CONSIDERACIONES EN POSTCOSECHA CLAVES PARA EL ÉXITO
1. Calidad inicial 2. Madurez a cosecha 3. Manejo cuidadoso 4. Manejo adecuado de condiciones ambientales: Temperatura, H. R., Condiciones atmosféricas (O2, CO2 y Etileno) 5. Procedimientos adecuados de Sanitización (Inocuidad)
III. MODO DE ACCIÓN DEL 1-MCP
Efectos del etileno (Seymour et al., 1993)
Mecanismo de acción del etileno (Sampietro, 2005)
1-MCP
Activo a bajas Concentraciones
(nL/L ó ppb)
No es tóxico
Aprobado por la EPA y FDA
Conocido comercialmente como SmartFreshSM
Previene los efectos del etileno
Tiene una afinidad al receptor
10 veces mayor al etileno
Mecanismo de acción del 1-MCP (Sisler y Serek, 1997)
Las moléculas de 1-MCP se ligan a
los receptoresdel etileno
El 1-MCP hace queno se abran
los receptores de etileno para que
no se envíe el mensaje
En el futuro se pueden
formar nuevos receptores yrecobrar la
sensibilidad al etileno
El 1-MCP no suelta
los receptoresy el etileno
es incapaz deenlazarse
Las moléculas de 1-MCP se ligan a
los receptoresdel etileno
El 1-MCP hace queno se abran
los receptores de etileno para que
no se envíe el mensaje
En el futuro se pueden
formar nuevos receptores yrecobrar la
sensibilidad al etileno
El 1-MCP no suelta
los receptoresy el etileno
es incapaz deenlazarse
FACTORES A CONSIDERAR PARA LA APLICACIÓN DEL 1-MCP (Blankenship y Dole, 2003; Watkins, 2006)
Condiciones de uso: temperatura, concentración y duración del tratamiento, especie y cultivar, estado de madurez, tiempo de cosecha a tratamiento y número de aplicaciones Protección de etileno endógeno y exógeno Regeneración de nuevos sitios receptores de etileno Respuestas fisiológicas: Respiración y producción de etileno, degradación de clorofilas y cambios de color, ablandamiento, pérdida de peso, azúcares y acidez titulable Daños por enfermedades y desórdenes fisiológicos
IV. EVALUACIÓN DEL 1-MCP EN AGUACATE
OPTIMIZAR EL USO DEL 1-MCP EN FRUTOS DE
AGUACATE ‘HASS’ CULTIVADOS EN MÉXICO Y
DESTINADOS A LOS MERCADOS DISTANTES DE
EXPORTACIÓN
OBJETIVOS
FRUTOS TAMAÑO PRIMERA (171 A 210 g) CON 21.8 % MS DOSIS 1-MCP (0, 100, 150 Y 200 nL L-1) TRATAMIENTO: 12 h A 6 °C Y 90 % HR CÁMARAS EXPERIMENTALES (0.512 m3) CON 3.3% 1-MCP ALMACENAMIENTO: Ambiente (22 ± 4 ºC; 53 ± 13 % H.R.); 3 días refrigeración (6 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % H.R.) + ambiente 20 días refrigeración (6 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % H.R.) + ambiente
DISEÑO: completamente al azar con cinco repeticiones con
un fruto por repetición.
EXPTO. 1. AFINACIÓN DE DOSIS
EXPTO. 1. AFINACIÓN DE DOSIS
a) Ambiente
b) 3 DRefri + Amb
c) 20 DRefri + Amb
0 ppb100 ppb
150 ppb
200 ppb* Dosis* Tiempo
* Dosis* Tiempo
* Dosis* Tiempo
0
50
100
150
200
250
300
a) Ambiente
D í a s d e A l m a c e n a m i e n t o0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
0
50
100
150
200
250
300
c) 20DRefri+Amb
F i
r m
e z
a (
N)
0
50
100
150
200
250
300
b) 3DRefri+Amb
0 nL L-1
100 nL L-1
150 nL L-1
200 nL L-1
EXPTO. 2. 1-MCP Y REFRIGERACIÓN
FRUTOS TAMAÑO PRIMERA (171 A 210 g) CON 27.0 % MS DOSIS 1-MCP (0 y 200 nL L-1) TRATAMIENTO: 12 h A 22 ± 2 °C Y 60 ± 10 % HR ALMACENAMIENTO: Hasta 35 días refrigeración (6 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % H.R.) +
ambiente Muestreos a partir del día 15 c/5 días
DISEÑO: Parcelas Divididas; Refrigeración (PG) y Dosis
1-MCP (PCh)
EXPTO. 2. 1-MCP Y REFRIGERACIÓN
MUESTREO
FRUT
OS V
IRAD
OS (%
)
0
20
40
60
80
100
120
DIA 0 15+0 15+2 15+4 15+6 15+8
0 nL L-1
200 nL L-1ns*
*
*
MUESTREO
FIRM
EZA
(N)
0
50
100
150
200
250
3000 nL L-1
200 nL L-1
DIA 0 15+0 15+2 15+4 15+6 15+8
*
ns ns *
MUESTREO
FRUT
OS V
IRAD
OS (%
)
0
20
40
60
80
100
120
ns
*
**
ns0 nL L-1
200 nL L-1
DIA 0 30+0 30+2 30+4 30+6 30+8
*
MUESTREO
FIRM
EZA
(N)
0
50
100
150
200
250
3000 nL L-1
200 nL L-1
DIA 0 30+0 30+2 30+4 30+6 30+8
ns *
**
EXPTO. 3. 1-MCP Y FRUTOS VIRANDO A NEGRO
FRUTOS TAMAÑO PRIMERA (171 A 210 g) CON 25.6 % MS DOS LOTES: a) Sin Tratar y b) 1-MCP a 200 nL L-1; Ambos en refrigeración por 8 días a 6 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % H.R.; Al término refrigeración no tratados en dos grupos: 1. Aplicación 1-MCP a 300, 600 y 1200 nL L-1 por 12 h al
ambiente; 2. Aplicación 1-MCP a frutos virando a negro en mismas
dosis. Dos tratamientos adicionales:
200 nL L-1 (Antes y al Término Refrigeración) 200 nL L-1 (Antes Refrigeración y al vire de color)
10 Tratamientos, Diseño Completamente al azar con 5 reps.
* *
MUESTREO
FR
UT
OS
VIR
AD
OS
(%
)0
20
40
60
80
100
120
DIA 0 8+0 8+3 8+4 8+3 8+68+5 8+7
0 nL L-1
200 nL L-1
300 B nL L-1
600 B nL L-1
1200 B nL L-1
200 I+B nL L-1ns ns
* * *
MUESTREO
FIR
ME
ZA
(N
)
0
50
100
150
200
250
300
DIA 0 8+0 8+3 8+4 8+3 8+68+5 8+7
0 nL L-1
200 nL L-1
300 B nL L-1
600 B nL L-1
1200 B nL L-1
200 I+B nL L-1
ns ns * ** **
*
EXPTO. 3. 1-MCP Y FRUTOS VIRANDO A NEGRO
EXPTO. 4. REVERSIÓN DEL 1-MCP CON ETILENO
FRUTOS TAMAÑO EXTRA (211 A 265 g) CON 25.6 % MS DOSIS 1-MCP: 200 nL L-1 por 12 h 20-24 °C; 70-80 % HR
ALMACENAMIENTO: 20 días a 6.0 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % H.R
Al término refrigeración después de 24 h al ambiente, aplicación de ‘pulsos de etileno’ a dosis de 100 µL L-1.
‘Pulso’ tiempo necesario para que dentro de la cámara se mantuviera una concentración menor al 1% de CO2, monitoreo mediante cromatógrafo de gases. Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco repeticiones.
EXPTO. 4. REVERSIÓN DEL 1-MCP CON ETILENO F
irm
eza (
N)
050
100150200250300
1-MCP 200 nL L-1 12h
Día de MuestreoInicial 20+2 20+320+0 20+4 20+5 20+6
0 Pulsos Etileno1 Pulso Etileno2 Pulsos Etileno3 Pulsos Etileno
Fru
tos v
irad
os a
neg
ro (
%)
0
2040
6080
100120
1-MCP 200 nL L-1 12h
0 Pulsos Etileno1 Pulso Etileno2 Pulsos Etileno3 Pulsos Etileno
Día de MuestreoInicial 20+2 20+320+0 20+4 20+5 20+6
EXPTO. 5. EL 1-MCP EN FRUTOS APLICADOS CON ETILENO
FRUTOS TAMAÑO EXTRA (211 A 265 g) CON 24.5 % MS Refrigeración por 6 días a 6.0 ± 0.5 ºC; 90 ± 5 % HR
Aplicación Etileno a 100 µL L-1 por 24 h a 24 ºC DOSIS 1-MCP: 200, 400 y 800 nL L-1 por 12 h 20-24 °C al término etileno, 24 y 48 h después
Testigo Absoluto y sin etileno 11 Tratamientos con diseño completamente al azar con cinco repeticiones.
EXPTO. 5. EL 1-MCP EN FRUTOS APLICADOS CON ETILENO
MUESTREO
FIR
ME
ZA
(N
)
0
50
100
150
200
250
300
DIA 0 6+0 6+4 6+5 6+6
0 0-0100 0-0
100 200-0 100 400-0 100 800-0 100 200-1 100 400-1 100 800-1 100 200-2 100 400-2 100 800-2
ns ns
nsns ns
MUESTREO
FR
UT
OS
VIR
AD
OS
(%
)0
20
40
60
80
100
120 0 0-0100 0-0
100 200-0 100 400-0 100 800-0 100 200-1 100 400-1 100 800-1 100 200-2 100 400-2 100 800-2
ns ns
ns ns ns
DIA 0 6+0 6+4 6+5 6+6
EXPTO. 6. EL 1-MCP EN FRUTOS DE DIFERENTE GRADO DE MADUREZ Y DÍAS A COSECHA
ENSAYO 1: 1-MCP (200 nL L-1 por 12 h en cuarto frío a 6 °C y 85-90 % H.R.) a frutos de diferente grado de maduración Cat. 1 (frutos de cáscara completamente verde, 26 % MS); Cat. 2 (frutos < 25 % de cáscara virada a negro; 27 % MS); Cat. 3 (frutos 26-50 % de cáscara virada a negro; 28 % MS); Cat. 4 (frutos 51 a 75 % de cáscara virada a negro; 31 % MS) Cat. 5 (frutos > 76 % de cáscara virada a negro; 38 % MS) ENSAYO 2: 1-MCP (200 nL L-1 por 12 h en cuarto frío a 6 °C y 85-90 % H.R.) a frutos de diferente días de corte con 31.4 % MS 1 día de corte 2 días de corte 3 días de corte 4 días de corte 5 días de corte
Diseño completamente al azar con 10 reps
EXPTO. 6. EL 1-MCP EN FRUTOS DE DIFERENTE GRADO DE MADUREZ Y DÍAS A COSECHA
EXPTO. 7. EFECTO DEL 1-MCP EN FRUTOS DE AGUACATE Y REVERSIÓN NATURAL
FRUTOS COLECTADOS EN LA EMPACADORA FRUTAS FINAS DE TANCÍTARO, MICHOACÁN EN MARZO DE 2009.
TRATAMIENTOS (ARREGLO FACTORIAL 22) 1. 0 ppb 1-MCP + FRUTOS 1 DÍA CORTE 2. 0 ppb 1-MCP + FRUTOS 3 DÍAS CORTE 3. 100 ppb 1-MCP + FRUTOS 1 DÍA CORTE 4. 100 ppb 1-MCP + FRUTOS 3 DÍAS CORTE
APLICACIÓN 1-MCP EN CÁMARA FRÍA HERMÉTICA (6 ± 2 ºC y 85 ± 10 % HR) DURANTE 4 h
FRUTOS SIN 1-MCP EN CONDICIONES SIMILARES ALMACENAMIENTO POR 7 DÍAS EN REFRIGERACIÓN (SIMULACIÓN
TRASLADO A CANADÁ; 6 ± 2 ºC y 85 ± 10 % HR ) Y LUEGO AL AMBIENTE (20 ± 2 ºC y 75 ± 10 % HR) HASTA MADUREZ DE CONSUMO
VARIABLES ANALIZADAS (AL INICIO, TÉRMINO REFRIGERACIÓN Y C/2 DÍAS) 1. PÉRDIDA DE PESO (%) 2. FIRMEZA (N) 3. VIRE DE COLOR DE CÁSCARA (%)
EXPTO. 7. EFECTO DEL 1-MCP EN FRUTOS DE AGUACATE Y REVERSIÓN NATURAL
Inicial 7+0 7+87+2 7+67+4
MUESTREO
FIR
ME
ZA
(N
)
20
40
60
80
100
CON FRIO 0-1
0-34-14-3
Inicial 7+0 7+87+2 7+67+4
MUESTREO
VIR
E D
E C
OL
OR
(%
)0
20
40
60
80
100
120
140CON FRIO
0-10-34-14-3
C O N C L U S I O N E S
El 1-MCP a dosis de 200 nL L-1 por 12 horas mantuvo calidad y alargó vida de anaquel bajo condiciones de almacenamiento al ambiente o en refrigeración
El 1-MCP no detuvo el proceso de maduración en frutos virando a negro y su efecto fue revertido con el etileno, por lo que su aplicación debe ser previa a éste
El 1-MCP fue más efectivo cuando se aplicó a frutos recién cosechados independientemente de su grado de madurez (contenido de materia seca)
El 1-MCP a 100 nL L-1 por 4 horas mantuvo calidad y alargó la vida de anaquel
de frutos de aguacate ‘Hass’, sin embargo, su efectividad disminuyó acorde
a los días después de corte
Se logró reanudar el procedo de maduración con solo romper cadena de frío
sin la aplicación de etileno exógeno.
BENEFICIOS DEL USO DEL 1-MCP
MANTIENE CALIDAD ALARGA VIDA DE ANAQUEL
MANTIENE FIRMEZA POR MAYOR TIEMPO
REDUCE PÉRDIDAS POTENCIALES
DISMINUYEN COSTOS DE FLETE
AMIGABLE CON EL AMBIENTE Y EL CONSUMIDOR
APROBADO POR EPA
GRACIAS!!
¿¿DUDAS, PREGUNTAS??
CONTACTO DR. JORGE A. OSUNA GARCÍA Tel: (323) 235 20 31 Ext. 131 (Oficina) (323) 235 07 10 (Fax) (311) 111 32 87 (Cel)
Correo E: [email protected] [email protected] Web: www.inifap.gob.mx www.cesix.inifap.gob.mx