Variabilidad en el metabolismo de distintas variedades de arándanos y su incidencia en los manejos de postcosecha Sebastián A. Rivera, Bruno Defilippi y Paula Robledo 23/10/2014 www.inia.cl/postcosecha ¿Qué nos exigen nuestros compradores? • Buena apariencia y tamaño • Ausencia de pudriciones y signos de hongo • Textura o firmeza adecuada • Ausencia de defectos • Frutos deformes • Frutos inmaduros • Brillo/ceras • Color • Buen sabor (dulzor/acidez) • Ausencia de sabores extraños (fermentación) Calidad y consistencia durante toda la temporada!!!! Para una buena calidad considerar que… Fruto de tasa respiratoria media ….pero alta a mayor temperatura!!! Susceptible a pudriciones Epidermis delgada Alta relación superficie/volumen Alta susceptibilidad a deshidratación Presencia herida pedicelar por cosecha Alta susceptibilidad al ablandamiento Variabilidad frutos a cosecha Largo almacenaje Alta susceptibilidad a daños mecánicos Fuente: JPZ, PUC ¿Qué está afectando la consistencia en destino? Inmadura Alto número de especies y variedades con características diferentes Distintas zonas agroclimáticas Condiciones de precosecha (riego, nutrición) Optimo Sobremadura Carencia de índices de cosecha por variedad… cuando cosechar?.... hasta cuando? Tablero de ajedrez Variabilidad a nivel de clamshell (ejemplo en firmeza) N° frutos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 187 Firmeza 284,9 268,4 532,2 371,7 187,7 260,0 470,0 381,6 342,3 416,1 256,7 249,0 218,6 488,8 258,6 225,8 256,4 542,9 404,2 256,5 532,5 293,1 396,1 300,3 370,8 542 var. Brigthwell N° frutos Firmeza N° frutos 26 254,1 27 252,1 28 277,0 29 492,7 30 253,1 31 199,1 32 338,7 33 309,5 34 318,4 35 199,0 36 496,8 37 405,3 38 492,0 39 399,2 40 325,9 41 230,2 42 556,5 43 517,1 44 459,1 45 360,7 46 561,3 47 195,3 48 317,0 49 354,0 50 340,1 Prom Ds 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 Firmeza 359,1 250,6 263,6 312,3 511,9 340,8 283,4 388,6 294,0 225,9 450,5 258,5 302,8 359,8 332,2 232,8 250,1 321,1 315,3 397,4 362,6 330,3 374,6 221,4 338,2 323,1 70,3 En literatura…………. Brightwell = Fruto firme ¿En qué momento? ¿Cómo podemos entregar un producto consistente y de calidad homogénea? Conociendo las variedades cultivadas - Fortalezas y limitaciones Teniendo una “pre-cosecha” adecuada - Desde manejos (poda-carga frutal; nutrición, riego, enfermedades) hasta índices de cosecha y frecuencia de cosecha Manejando los conceptos básicos de postcosecha de fruta - Frío como base Desarrollando tecnologías adecuadas a las condiciones locales -Requerimientos del mercado -Limitaciones y riesgos -Combinación de tecnologías ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación - Pudriciones etileno. Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Deshidratación - Tasa de producción de - Pudriciones etileno. Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso Tasa respiratoria a cosecha en distintas variedades de arándano Highbush 6 Rabbiteye Temperatura = 20 °C a ab ab ab ab abc 4 3 Promedio = 3,0 mL CO2 Kg-1h-1 bcd bcd bcd 2 cd cd 1 d e Br ig Bl itt ue a he av G en eo rg ia ge n Bl ue cr o Be p rk el ey El lio tt Br ig ht we C en ll tu r So ion ut hl an d D uk ra ue Bl ne al y 0 O mL CO2 Kg-1 h-1 5 INIA-Postcosecha Sin embargo, a pesar de las diferencias entre variedades, el mayor efecto lo ejerce el aumento en temperatura Hasta 5 veces mayor !!! 9 2 °C 5 °C 7 6 Tiempo evaluación: 10 días 5 4 3 2 1 G d So ut hl an rio tu en C Br ig h tw el n l tt El lio el ey Be cr ue Bl rk op n ia eo rg he ue Bl ge av en ig itt a Br e uk D ra y Bl ue ne al 0 O mL CO2 Kg-1 h-1 8 …y estas diferencias se mantienen durante almacenamiento… mL CO2 Kg-1 h-1 6 Snowchaser 0°C 5°C 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 Tiempode almacenaje (días) …..Siendo similar para Primadonna y Emerald (2014)… INIA-Postcosecha …..Y a 20 °C, por algunas horas, los aumentos son aún mayores 45 Respiración (mlCO2.kg-1.h-1) 40 10 veces mayor!!!! 35 Star Marimba 30 Jewel 25 Duke 20 Sunrise Legacy 15 O´neal 10 Georgia Gem Misty 5 0 Cosecha 25 días a 0°C 25 días a 0°C + shelf life INIA-Postcosecha ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación - Pudriciones etileno Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso Comportamiento similar en tasa de producción de etileno a cosecha 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 D U KE IA G EO R G LE M AR IM BA G EM AC Y G E SU N R IS EL W JE TY M IS L N EA O AR 0,00 ST µL C2H4 Kg-1 h-1 0,07 INIA-Postcosecha ....pero sin cambios y con poca sensibilidad a etileno, aún siendo un fruto ¿¿¿climatérico???… ‘Emerald’ µL C2H4 Kg-1 h-1 0,3 0 °C 5°C 0,2 0,1 0,0 0 5 10 15 20 Tiempo de almacenaje (días) INIA-Postcosecha Incluso a temperaturas más altas…. 2 Etileno (mlC 2H4.kg-1.h-1) 1,8 1,6 Star 1,4 Marimba 1,2 Jewel Duke 1 Sunrise 0,8 Legacy 0,6 O´neal 0,4 Georgia Gem 0,2 Misty 0 Cosecha 25 días a 0°C 25 días a 0°C + shelf life INIA-Postcosecha ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso ne al itt a e Bl Elli o ue he tt a G eo ve n rg ia ge n Bl ue cr Be op rk e Br ley ig ht we C en ll tu So rion ut hl an d Br ig uk D ra y Bl ue O Firmeza (g mm-1) Firmeza de distintas variedades 500 400 300 200 100 0 INIA-Postcosecha Pero…… ¿Qué pasa con períodos más prolongados? 400 Cosecha 45 días a 0°C Firmeza (g mm-1) 350 300 250 200 150 100 50 0 Elliot Bluecrop Brigitta INIA-Postcosecha ….Y si además no manejamos bien temperatura….. Arándanos ‘Emerald’ 600 Arándano var. Emerald Arándano var. Emerald 0°C Firme 5°C % de fruta por categoria Firmeza g/mm 500 400 300 200 100 0 30 d. Almacenamiento INIA-Postcosecha 30 d. +1 SL Blanda 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Llegada Cosecha Semifirme 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL 30 d. a 5°C 0°C Momento de evaluación 30 d.+ 1 d. SL 5°C ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso y ra itt a e 3,0 E G eo lliot t rg ia ge n Bl ue cr o Be p rk el e C en y tu r So ion ut hl an Br d ig ht we ll ve n ea eh Bl u Bl ue Br ig uk al ne D O Pérdida de peso (%) Pérdida de peso - variedades 5 días a 2 °C 10 días a 2 °C 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 INIA-Postcosecha Arándanos ‘Primadonna’ 21 18 Fruta blanda (%) Deshidratación visual (%) 24 15 12 9 15 10 5 6 0 3 Llegada 30 d. a 0° 30 d. a 5° 0 Llegada 30 d. a 0° 30 d. a 5° Deshidratación acompañado de una importante ablandamiento INIA-Postcosecha Correlación deshidratación y firmeza de la fruta > 1,5% deshidratación!!!! (Andrés Paniagua y cols., 2013 y 2014) ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso Identificación de hongos en frutos de arándano Botrytis cinerea Cladosporium spp. Alternaria spp. Epicoccum spp. 80 Incubación 15 días a 0 C + 6 días a 20 C 100 % HR 60 40 20 r7 Pr od uc to r6 Pr od uc to r5 Pr od uc to r4 Pr od uc to r3 Pr od uc to r2 to uc od Pr od uc to r1 0 Pr Prevalencia (%) 100 PUC, 2012 Susceptibility a Botrytis cinerea Pudrición gris (%) 70 60 50 Brigitta Duke Liberty B. cinerea 500 conidias Incubación 6 días a 20 C > 95% HR 40 30 20 10 0 Envero Maduro Sobremaduro Rivera y cols., 2013 ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmósfera controlada - Atmósfera modificada - Anhídrido sulfuroso Las principales tecnologías disponibles se basan en disminuir el metabolismo de la fruta utilizando los factores que afectan interacción con ambiente O2 CO2 N2 Etileno Agua Calor Producto Embalaje Cámara o contenedor Conceptos generales para modificación de atmósfera - Alto CO2 y bajo O2 disminuye metabolismo de la fruta. **Al no estar etileno involucrado en maduración de arándano principal efecto es del CO2. - Gran beneficio de alto CO2 en reducir crecimiento de hongos. - Altos niveles de CO2 (¿Que es alto?) causa toxicidad en la fruta. ** Respuesta es variedad dependiente ** Concentración (>10-12%) – tiempo ** Nivel de oxígeno algo tiene que decir Lo usualmente recomendado Umbral para: - Fermentación O2 mayor a 3% Exito en f(x): CO2 de 6 a 12% Umbrales para: - Control hongos - Toxicidad (ablandamiento, sabor) Niveles de gases Variedad y “estado de cosecha” Temperatura Tiempo de exposición Otros Atmósfera controlada - Buen control de niveles de gases (4-6% de O2 y 6-12% de CO2) - Independiente de algunos factores ambientales - Tiempo de exposición a la tecnología** Cosecha, embalaje, frío 1 d. Carga, consolidación embarque 2-10 d. - Manejo de temperatura - Deshidratación Tiempo en tránsito AC 30-35 d. Desaduanaje y otros 2d Venta 7d - Manejo de temperatura - Deshidratación Pudriciones Control 3% O2 - 8 % CO2 6% O2 - 15% CO2 Pudriciones (%) 20 28 días a 4 °C 15 10 5 0 Legacy Brigitta Brigthwel INIA-Postcosecha ¿Funciona en todos las combinatorias de gases? 35 días a 1°C Aire 90 3 % O2 / 3 % CO2 3 % O2 / 6 % CO2 3 % O2 / 12 % CO2 3 % O2 / 24 % CO2 80 % de pudrición 70 60 50 40 30 20 10 0 Emerald Jewel Legacy Misty Reveille Snow South Moon Star Su éxito para control de hongos está en función del nivel de CO2 alcanzado y variedad Cantín y col., PBT 2012 ….Pero en algunos casos se presentan efectos no deseados… Firmeza Control 3% O2 - 8 % CO2 6% O2 - 15% CO2 Firmeza (g mm-1) 500 400 b a 28 días a 0°C c a b b 300 a b a 200 100 0 Legacy Brigthwel Brigitta INIA-Postcosecha ¿Está reflejado en el porcentaje de frutos blandos? Fruta blanda (%) 100 28 días a 0°C Control 3% O2 - 8 % CO2 6% O2 - 15% CO2 80 60 40 20 0 Legacy Brigthwel Brigitta INIA-Postcosecha Sabores extraños Cantín y col., PBT 2012 ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmosfera controlada - Atmosfera modificada - Anhídrido sulfuroso Atmósfera modificada Niveles de gases (CO2 y O2) dependen de: - Temperatura - Características del film - Metabolismo de la fruta Resultados esperados. - Disminuir deshidratación. - Mantener firmeza. - Disminunir pudriciones. ------------------------------------------------MAP-------------------------------------------------Cosecha, embalaje, frío Carga, consolidación embarque 1 d. 2-10 d. Tiempo en tránsito 30-35 d. Desaduanaje y otros Venta 2 d. 7 d. Concentración de CO2 y O2 en AM O2 en bolsas de AM CO2 en bolsas de AM Bolsa A Bolsa B Bolsa A Bolsa C 20 7 6 % O2 acumulado % CO2 acumulado Bolsa B 5 4 3 2 16 12 8 4 1 0 0 Semana 1 Semana 2 Semana 3 Evaluación semanal por 30 días a 0°C INIA-Postcosecha Semana 4 Semana 1 Semana 2 Semana 3 Evaluación semanal por 30 días a 0°C Semana 4 Deshidratación visual % deshidratación del fruto (visual) ‘Elliott’ Sin bolsa 100 Bolsa AM 80 60 40 20 0 Cosecha 30 d. a 0°C Momento de evaluación INIA-Postcosecha 30 d. a 0°C+1 Firmeza del fruto % de fruta por categoria ‘Elliott’ Sin bolsa vs Bolsa AM Firme Semifirme Blanda 100 80 60 Mayor número de frutos firmes en AM 40 20 0 Llegada 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL Sin bolsa Almacenamiento INIA-Postcosecha 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL Bolsa AM Pudriciones ‘Brigitta’ Bolsa AM % de fruta con Pudrición 30 Bolsa perforada 25 20 15 Efecto marginal 10 5 0 30 d. a 0°C 45 d. a 0°C 60 d. a 0°C Almacenamiento ***Fruta sin gasificación con SO2 INIA-Postcosecha ¿Qué se está evaluando? Metabolismo Calidad y condición - Firmeza - Tasa respiratoria - Tasa de producción de - Deshidratación etileno. - Pudriciones Tecnologías de Postcosecha - Atmosfera controlada - Atmosfera modificada - Anhídrido sulfuroso Gasificación con SO2 a cosecha Prevalencia de la pudrición gris (%) ‘Legacy’ 25 ‘Liberty’ b ab 20 b Control Baja Media Alta 0 (µL/L) h 50-75 (µL/L) h 100-200 (µL/L) h 250-350 (µL/L) h 15 ab 10 a ab 5 a a 0 Control Baja Media Alta 45 días a 0 C más 3 días a 20 C Control Baja Media Alta Rivera y cols., 2013 Por lo tanto…..¿puedo utilizar AM bajo las tecnologías disponibles actuales? SI, principalmente disminuyendo metabolismo y deshidratación… Buena operativa en manejo de frío en toda la cadena Garantizando un excelente control de Botrytis cinerea a nivel de campo. Disponibilidad de gasificación con SO2. Efecto de SO2 sobre la firmeza del fruto ‘Liberty’ 4 Firmeza (Newtown) Firmeza (Newtown) ‘Brigitta’ n.s. 3 2 1 4 b a a a a 50 100 300 400 3 2 1 0 0 control 50 100 300 400 Ct SO2 (uL/L) h control Ct SO2 (uL/L) h 45 días a 0 C y > 95 % humedad relativa. Rivera y cols., 2013 Efectos no deseados Toxicidad. Ablandamiento, Depresión en zona pedicelar. Decoloración ‘Brigitta’ 60 d a 0°C % firmeza por categoria Firme % semi firme % blanda % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sin SO2 Con SO2 INIA-Postcosecha Comentarios finales 1. Variedades Necesidad de conocer potencial de almacenamiento Respuestas a tecnologías (AC, AM, otras) Disponibilidad de índices de cosecha Herramientas para segregación a cosecha 2. AM Menor deshidratación Mayor firmeza en fruta Control de hongos dependiente de otros manejos Manejo de frío en toda la cadena La variedad correcta al mercado objetivo y con la tecnología apropiada 3. Otras tecnologías Gasificación SO2 durante almacenamiento. Tener muy clara concentración-tiempo. Comportamiento variedades (ablandamiento). www.inia.cl/postcosecha