Capítulo 8. Frutas y verduras.

Capítulo 8. Frutas y verduras.

1. Fuente de nutrientes, vitaminas y fibras→ materia prima básica esencial para la industria de la alimentación. Fragilidad natural→ alto contenido de agua. Múltiples fuentes de exposición a contaminación microbiana: Suelo y polvo. Agua. Cosecha y procesamiento poscosecha.

2. Principales características de frutas y hortalizas y sus papeles en deterioro microbiano.

   • Órganos comestibles de la planta, naturaleza diversa: Raíces (remolacha, zanahoria). Bulbos (ajo, cebolla). Tubérculos (papa). Frutas. Hojas (lechuga y repollo). Tallos (espárragos). Flores (alcachofa, coliflor, brócoli).
   • Algunos factores que contribuyen a la firmeza de los tejidos de la planta son: contenido de agua de la vacuola celular, organización de la pared celular y la composición comestible. Las partes externas están conformadas por capas de espesor variable. Cutícula hidrófoba. Cutina y cera. Capa de células de corcho
   • La actividad fisiológica de las frutas y verduras continúa aun cuando ya han sido separadas de la planta y esto se correlaciona negativamente con la vida útil. Productos con una frecuencia respiratoria baja se pueden almacenar por más tiempo que aquellos con una alta tasa de respiración. Frutas “climaterio” (manzanas, tomate, aguacate, plátano) cambios bioquímicos asociados a la respiración natural→ producción autocatalítica de etileno (hormona vegetal) llevan a la madurez hortícola.
   • La pérdida de humedad debido a la respiración provoca daños estructurales en las frutas y marchitamiento. Disminución de la acidez y reblandecimiento→ degradación de la pared celular. Algunos cambios fisiológicos que pueden favorecer la invasión y el crecimiento de microorganismos causantes de deterioro son: degradación de compuestos fenólicos durante la maduración de los frutos. El proceso de senescencia provoca cambios irreversibles en la estructura y el metabolismo de los órganos y finalmente deterioro.
   • Las frutas y verduras → alto contenido de agua: inferior o igual a 95%, y contienen nutrientes esenciales para el crecimiento microbiano. Principal limitación de la prevención del crecimiento de la mayoría de las bacterias es el bajo pH de las frutas. Hongos y levaduras

3. Origen de la contaminación.

   • Las frutas y verduras albergan una amplia gama de contaminantes microbianos, que pueden estar presentes en una amplia gama de densidades de población. Bacterias aerobias mesófilas: 102 a 108 UFC/g. Contaminación bacteriana: 105 a 106 UFC/g. Levaduras y mohos: 101 a 106 UFC/g en verduras y entre 103 y 107 UFC/g en frutas.
   • Estas variaciones reflejan características propias de las plantas. Condiciones prevalecientes durante el cultivo y poscosecha Técnicas implementadas para la enumeración
   • GN son dominantes en las verduras y levaduras en frutas. Los microorganismos alterantes postcosecha pueden tomar diferentes rutas para contaminar frutas y verduras. El agua de lluvia→ vehículo importante.
   • Tiempo entre el contacto de los microorganismos con la superficie del órgano de la planta y la iniciación de la descomposición es muy variable. Pseudomonas fluorescentes → Biofilms. Agentes fúngicos pueden colonizar unas pocas células en un área limitada del tejido de la planta, seguido por un retardo antes de estar activos. Quiescencia: período sin crecimiento Infección puede ser asintomática.
   • Deterioro: penetración de células microbianas en el tejido vegetal. Appressorium: estructura utilizada por hongos patógenos para insertarse en la planta. Manchas fantasmas. Antracnosis. Los apresorios formados en las frutas antes de la cosecha permanecen en reposo hasta la cosecha y la maduración para penetrar en el tejido y causar el deterioro.
   • Aberturas naturales o accidentales pueden servir como puntos de entrada para la penetración de microorganismos alterantes postcosecha. Infección por Rhizopus stolonifer. (tomates) Ciruelas por Monilinia fructicola . Las bacterias no pueden penetrar directamente la epidermis de la planta. La presencia de agua libre en la cual las bacterias pueden ser suspendidos puede favorecer la infiltración en los tejidos y su internalización.

4. Causas de enfermedad o deterioro.

   • Virulencia de los microorganismos. Pseudomonas fluorescens→ biotensioactivo. Mycocentrospora acerina→ producción de pectinasa y glucanasa. Enzimas proteolíticas. Alternaria alternata: manchas marrones en los cítricos.

5. Reacciones de defensa.

   • Las frutas y verduras poseen una serie de barreras a la infección. Cutícula: barrera más externa. La eliminación de ceras de la cutícula aumenta la vulnerabilidad de los frutos a la infección por Colletotrichum capsici y C. gloeosporioides (en pimientos). El efecto barrera de la cutícula se ve reforzada por epidermis o peridermis, que pueden ser relativamente gruesas. Compuestos antimicrobianos→ resistencia. La presencia de saponina tomatina alcaloide: resistencia de tomate a B. cinerea. Un aldehído monoterpeno citral, presente en las cavidades de aceite de albedo de cítricos está implicado en la resistencia de los limones a Penicillium.
     • Barreras defensivas en reacción a una infección: constituyen el sistema inmune de la planta. Cambios estructurales como acumulación de lignina o suberina o el desarrollo de callos se han observado como reacciones defensivas.
   • Control de deterioro.
     • Reducir la actividad fisiológica de frutas y verduras→ retraso de la maduración y la senescencia→ prolongación de la vida útil. Control de temperatura postcosecha, humedad relativa, y la composición de la atmósfera gaseosa.
     • Una disminución de la temperatura en 10ºC reduce la actividad respiratoria de 2 a 4 veces. Temperatura cerca de 0ºC se recomienda para productos básicos, con la excepción de los de origen tropical. El crecimiento de muchos microorganismos de deterioro postcosecha es posible a bajas temperaturas (refrigeración) pero su tasa de desarrollo se reduce. Atmósferas modificadas en combinación con almacenamiento en frio, reduce la actividad fisiológica de los productos frescos. Las concentraciones de CO2 recomendados para el almacenamiento de productos rara vez superan el 10%, y de 1 a 5% de O2.
     • Sin embargo, atmósferas modificadas pueden aumentar la extensión de enfermedades en cultivos de raíces. Se recomienda el almacenamiento a una humedad relativa superior al 90% para la mayoría de los productos básicos, con algunas excepciones (ajos y cebollas). Bacterias de deterioro postcosecha y hongos: sensibles a la radiación ionizante. Tratamiento térmico.

6. Tratamientos químicos.

   • Fungicidas químicos antimicrobianos sintéticos→ ampliamente aplicados a las frutas y hortalizas después de la cosecha. Diferentes métodos de acción: Inhibición de síntesis de ergosterol. Alteración de la capacidad osmótica. La preocupación sobre toxicidad limita la autorización oficial para el uso de fungicidas sobre materias primas. Aparición de resistencias. Uso de productos naturales.

7. Descontaminación.

   • Objetivo:
     • reducir el número de contaminantes microbianos en la superficie de frutas y verduras, prolongando así el tiempo requerido para desarrollar deterioro.
       • Los desinfectantes también se utilizan para prevenir la acumulación de microorganismos en el equipo y en el agua de lavado; y para evitar la diseminación de material contaminado. Entre los productos químicos más ampliamente estudiados se encuentran: H2O2, O3, HClO, ClO2, CH3CO3H y el agua electrolizada.
   • Limitaciones:
     • hidrofobicidad natural de la superficie de las plantas, inaccesibilidad de los microorganismos dentro de tejido de la planta, y neutralización del agente descontaminante al entrar en contacto con componentes de frutas y del tejido vegetal.

8. Reacciones de defensa

   • Las frutas y verduras, como cualquier órgano de la planta, tienen mecanismos de defensa intrínsecas que responden a la infección microbiana postcosecha. Mejorar la retención de la calidad durante el almacenamiento. Estas reacciones son inducidas mediante dosis subletales de químicos o tratamientos físicos, y esto se conoce como "hormesis planta" Algunos tratamientos son: Aplicación de soluciones de calcio. Tratamientos térmicos. Quitosano. Rayos UV-C.

9. Resistencia de los cultivos.

   • Los cultivos dentro de una especie de planta pueden presentar diferencias en la susceptibilidad a la infección por patógenos de postcosecha. La resistencia de los cultivos de microorganismos causantes de deterioro postcosecha puede ser el resultado de varios factores complejos e interacciones. Por ejemplo: número de poros, grosor de la piel de la fruta, rigidez de los pedicelos. Avances en ingeniería genética permiten manipular estos factores con el fin de aumentar la resistencia de los cultivos.

10. Control biológico.

    • Se refiere a la aplicación de antagonistas microbianos de microorganismos alterantes, en particular sobre las heridas, que son un paraje natural de entrada para los patógenos. Se basa en la selección de microorganismos de origen natural particularmente adaptados para sobrevivir o que crecen en superficies de frutas y verduras. El efecto antagonista puede deberse a la competencia por espacio y nutrientes. El retraso de deterioro depende de varios factores como: Prevención de la herida durante la cosecha. Manejo poscosecha. Almacenamiento en frío con atmósferas modificadas. Aplicación de fungicidas.
    • Algunos estudios demuestran la utilidad de combinar varios métodos de preservación como el tratamiento térmico post-cosecha y el uso de los antagonistas seguido de almacenamiento en frío. En un futuro cercano estos enfoques integrados, que combinan el control a lo largo de la cadena de producción (pre-cosecha y post-cosecha) es probable que se utilicen cada vez más.
    • El deterioro de las frutas y verduras es el resultado de interacciones complejas entre un órgano de planta viva y su microflora. En los últimos años ha aumentado la demanda del consumidor para frutas y verduras de alta calidad producidos bajo condiciones ambientalmente amigables. Anualmente millones de toneladas de frutas y verduras son comercializadas a nivel mundial. La búsqueda de soluciones para los problemas asociados con la conservación de frutas y verduras, contra la infección y el deterioro por bacterias y hongos será un reto de futuro en curso.