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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN EXTRACCIÓN DE COMPUESTOS ACTIVOS DE PLANTAS PARA SU APLICACIÓN EN RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES PARA CONTROLAR PODREDUMBRE GRIS EN LA FRESA T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERA EN ALIMENTOS P R E S E N T A: GRACIELA PÉREZ MARTÍNEZ ASESORA: DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ Co .ASESORA: M. en C. ALMA ADELA LIRA VARGAS CUAUTITLAN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO 2013 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN EXTRACCIÓN DE COMPUESTOS ACTIVOS DE PLANTAS PARA SU APLICACIÓN EN RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES PARA CONTROLAR PODREDUMBRE GRIS EN LA FRESA. T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERA EN ALIMENTOS P R E S E N T A: GRACIELA PÉREZ MARTÍNEZ ASESORA: DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ Co .ASERORA: M. en C. ALMA ADELA LIRA VARGAS CUAUTITLAN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO 2012 AGRADECIMIENTOS Este trabajo se ha desarrollado en el marco de las actividades establecidas por la empresa GBS Global, financiadas por CONACYT-convocatoria Fondo de Innovación Tecnológica, Secretaría de Economía- CONACYT, convocatoria S0003-2011-02 con clave No. 164617 del proyecto titulado: "Desarrollo de recubrimientos biorgánicos a partir de fitomoléculas de especies del Semidesierto Mexicano y microorganismos antagonistas para alargar la vida de anaquel en frutas y hortalizas" AGRADECIMIENTOS Es difícil expresar lo que para mí fue concluir este proyecto que ha sido hasta hoy lo más importante en mi vida, sobre todo porque durante su realización hubo muchas lagrimas y sueños, sin embargo le agradezco principalmente a DIOS y a la VIRGEN DE GUADALUPE, el que me hayas dado la fuerza y el valor para concluir este sueño, que sin duda alguna hoy me llena de orgullo y alegría, y que se que sin la fe no hubiera podido concluirla. DEDICO ESTA TESIS: A ti GRACIELA MARTÍNEZ MENDOZA, mi hermosa madre, GRACIAS por haberme impulsado a ser la mujer que ahora soy, espero y no te haya fallado como hija. Aquí está este trabajo que sin lugar a dudas es tuyo también, GRACIAS por siempre estar a mi lado, por ser mi mano derecha y por ser mi compañera de experimentación. GRACIAS por darme la vida y poder vivir este mágico momento. Te quiero mucho florecita hermosa. A JESÚS PÉREZ GARCÍA, GRACIAS por tu apoyo, sin el no hubiera podido concluir esta etapa de mi vida. Te agradezco tus consejos para siempre salir adelante y por esa linda amistad que últimamente hemos tenido. Con mucho amor y respeto, dedico esta tesis para TI. A MIS HERMANOS: ISMAEL: GRACIAS por tu cariño y por tu amor. Sé que esto te llena de orgullo, por tal motivo te dedico estas líneas agradeciéndote el que siempre te preocupes por mí, tus consejos, tus atenciones. Para ti hermanito con mucho cariño. LETY: GRACIAS por tu paciencia llena de buenos y sabios consejos. Te dedico este trabajo que es muy importante para mí, porque durante su realización siempre estuviste conmigo. Te agradezco el que seas mi fiel y leal hermanita. Con todo mi amor esta tesis es para ti. FRANCISCO: GRACIAS hermanito por tu convivencia, por tu apoyo, por tu amistad y por ser el mejor hermano. Sé que para ti mi tesis también significa mucho, es por ello que con mucha admiración y cariño te dedico este trabajo. Te Quiero Mucho. A MIS SOBRINOS: Liliana, Iván y Lupita: Espero que esto sea un ejemplo a seguir y muy pronto tenga la tesis de cada uno de ustedes en mis manos. GRACIAS por ser tan lindos. Los quiero mucho. Huguito y Gael: GRACIAS por ser parte de mi vida y traerme lindos momentos. Les agradezco mucho el que sean mis hijos, esto es por y para ustedes. AGRADECIMIENTOS A MIS CUÑADOS: Judith y Hugo, Gracias por ser parte de mi familia y por sus consejos y ayuda. A JUANITO: GRACIAS por todo tu apoyo. GRACIAS por ser mi mancuerna cuando me sentía sola, por tus consejos que me impulsaban a dar desplantes cuando sentía de daba sentadillas y por darle sentido a mi vida con la llegada de Pops. Este logro es para ti, porque siempre estuviste conmigo. Te dedico con mucho amor esta tesis. Te quiero mucho. A LA DOCTORA ANDREA TREJO: Quien me permitió además de ser mi asesora conocer al gran ser humano. Le agradezco que me haya motivado a realizar esta tesis y a no abandonarla. Por eso con mucho cariño y respeto le dedico esta tesis, pues sin usted esto no hubiera podido ser posible. GRACIAS por su paciencia, por sus consejos, por escucharme y por su amistad. A ALMA ADELA LIRA VARGAS: GRACIAS por tu dedicación para que yo pudiera concluir mi tesis. Te agradezco mucho tus consejos y tu compañía. Sé que fuiste el plus para que yo pudiera avanzar y concluir mi tesis, por eso quiero dedicártela; porque sin duda alguna fuiste para mí un gran apoyo. Te aprecio mucho. A las profesoras SELENE PASCUAL, Ma. GUADALUPE PÉREZ LOREDO y MIRIAM ALVAREZ. Gracias por sus consejos y ayuda. A MIS COMPAÑEROS: En especial y con mucho cariño a mi amiga CAROLINA HERRERA. Mi amiga “la boba”, GRACIAS por permitirme conocerte y saber la gran mujer que eres. Gracias por tus consejos, por tu compañía, por tu amistad y por tu amor que me has brindado hasta hoy. Espero no perderte nunca amiga, te dedico esta tesis porque durante su proceso estuviste conmigo, por eso y más Te Quiero Mucho. A JONATHAN OLACO: Por ser mi amigo, por tus consejos, por tu paciencia, sé que al igual que a mi esta tesis te alegra mucho por eso te la dedico con todo mi corazón A Susy, Laura, Marisela, Marcela, Niri, Arturo; por compartir historias y mágicos momentos. A mis amigos de la carrera: Claudia Ortega, Nivia Servín, Arturo Sicard, Rodrigo Joven y David Rodea; GRACIAS por su amistad durante toda la carrera. Los quiero mucho a todos. A TOÑO: Gracias por ser mi mejor amigo, este logro también es tuyo. Ojala y nuestra amistad dure siempre. Te quiero mucho. ÍNDICE GENERAL Ingeniería en Alimentos Página i ÍNDICE GENERAL Página 1. INTRODUCCIÓN 1 2. ANTECEDENTES 4 2.1 Generalidades de la fresa 5 2.1.1 Morfología de la fresa 2.1.2 Clasificación taxonómica de la fresa 2.1.3 Importancia Económica 2.1.4 Composición química y Valor nutrimental 2.1.5 Indicadores de calidad del fruto 2.1.6 Variedades de la fresa 2.1.7 Plagas y enfermedades de la fresa 2.1.8 Podredumbre gris 2.1.8.1 Generalidades del hongo Botrytis cinerea 2.1.8.2 Tipos de Botrytis cinerea 2.1.8.3 Métodos de control de Botrytis cinerea 2.1.9 Generalidades del hongo Fusarium sp. 2.1.10 Métodos de conservación de la fresa 5 7 7 8 9 10 12 1415 17 17 19 22 2.2 Recubrimientos Comestibles (RC) 24 2.2.1 Ventajas y desventajas de los RC 2.2.2 Funciones y propiedades de los RC 2.2.3 Componentes de formación 2.2.4 Aceites esenciales 2.2.5 Extractos vegetales 24 25 26 30 33 2.2.5.1 Plantas utilizadas para la obtención de extractos vegetales 2.2.5.2 Métodos de extracción de los extractos vegetales 2.2.5.3 Factores de extracción 34 37 38 3. OBJETIVOS 39 3.1 Objetivo general 3.2 Objetivos particulares Objetivo particular 1 Objetivo particular 2 Objetivo particular 3 Objetivo particular 4 40 40 40 40 40 40 4. MATERIALES Y MÉTODOS 41 4.1 Cuadro metodológico 4.2 Material biológico 4.3 Obtención del extracto vegetal 42 43 43 ÍNDICE GENERAL Ingeniería en Alimentos Página ii 4.4 Rendimiento volumétrico y evaluación de compuestos fenólicos de los extractos vegetales 4.5 Pruebas in-vitro 4.5.1 Preparación del medio 4.5.2 Resiembra del hongo en Agar-papa dextrosa 4.6 Evaluar pruebas in-vivo en fresas con Recubrimiento 4.6.1 Preparación del inóculo 4.6.2 Inoculación de las fresas de Botrytis cinerea y Fusarium sp. 4.6.3 Aplicación de recubrimientos comestibles adicionados con extractos vegetales y/o aceite esencial a la fresa 4.7 Métodos Analíticos 4.7.1 Parámetros físicos 4.7.2 Parámetros fisicoquímicos 4.7.3 Parámetros fisiológicos 4.7.4 Atributos sensoriales 4.8 Tratamiento de resultados 44 44 44 44 46 46 47 48 49 49 51 52 52 53 5. RESULTADOS 5.1 Obtención de extractos bioactivos de diferentes plantas por medio de Extracción Asistida por Ultrasonido (EAU) 5.1.1 Rendimientos volumétricos y concentraciones de Fenoles Totales de extractos de diferentes plantas 5.2 Pruebas in-vitro con extractos vegetales para establecer la Concentración que inhiba el crecimiento micelial de Botrytis cinerea 5.3 Pruebas in-vitro con extractos vegetales para establecer la Concentración que inhiba el crecimiento micelial del hongo Fusarium sp. 5.4 Pruebas in-vitro con el aceite esencial de Orégano para la incidencia del hongo Botrytis cinerea y Fusarium sp. 5.5 Evaluación de recubrimientos comestibles adicionados con extractos de compuestos bioactivos mediante pruebas in-vivo para el control de podredumbre gris en fresa 5.6 Efecto de los parámetros físicos 5.6.1 Color 5.6.2 Firmeza 5.6.3 Pérdida de peso 5.7 Efecto de los parámetros fisicoquímicos 5.7.1 pH 5.7.2 Acidez 5.7.3 Sólidos Solubles (ºBrix) 5.8 Efecto de los parámetros fisiológicos 54 55 55 58 72 81 88 90 90 95 97 99 99 100 102 104 ÍNDICE GENERAL Ingeniería en Alimentos Página iii 5.8.1 Respiración 5.9 Efecto de la aplicación de un recubrimiento a base de mucílago de nopal adicionado de extracto y/o aceite esencial de Orégano en el control de los síntomas de podredumbre gris en fresa 5.9.1 Índice de decaimiento (IDC) 5.10 Evaluación de la efectividad de la aplicación de un recubrimiento a base de mucílago de nopal adicionado con extractos y aceite esencial de Orégano mediante pruebas in-vivo para establecer la efectividad del control del hongo Fusarium sp. en fresa durante el almacenamiento 5.11 Efecto de los parámetros físicos 5.11.1 Color 5.11.2 Firmeza 5.11.3 Pérdida de peso 5.12 Efecto de los parámetros fisicoquímicos 5.12.1 pH 5.12.2 Acidez 5.12.3 Sólidos Solubles (ºBrix) 5.13 Efecto de los parámetros fisiológicos 5.13.1 Respiración 5.14. Efecto del control de podredumbre causada por Fusarium sp. 5.14.1 Índice de decaimiento (IDC) 5.15 Evaluación Sensorial 104 106 106 108 110 110 114 116 116 118 119 121 122 122 124 124 125 6. CONCLUSIONES 129 7. RECOMENDACIONES 131 8. BIBLIOGRAFÍA 133 ÍNDICE DE FIGURAS Ingeniería en Alimentos Página iv ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1. Fruto de fresa 5 Figura 2. Porcentaje de producción anual de fresa de 2011 en diferentes estados de la República Mexicana 8 Figura 3. Ciclo de vida de Botrytis cinerea 16 Figura 4. Imágenes macroscópicas del crecimiento del hongo Botrytis cinerea en pruebas in-vitro a) Anverso, b) Reverso. 16 Figura 5. Vista al microscopio de los conidióforos y conidios de Botrytis cinerea 17 Figura 6. Imágenes macroscópicas del crecimientos del hongo Fusarium sp. en pruebas in-vitro a) Anverso, b) Reverso. 20 Figura 7. Vista al microscopio de Fusarium sp. 20 Figura 8. Orégano (Origanum vulgare) 32 Figura 9. Estructura química del carvacrol 33 Figura 10. Gobernadora (Larrea tridentata L.) 35 Figura 11. Damiana (Turnera diffusa) 36 Figura 12. Cuadro Metodológico 42 Figura 13. Plantas del desierto mexicano: a) Orégano, b) Gobernadora y c) Damiana 43 Figura 14. Diagrama de proceso para obtener los extractos vegetales 43 Figura 15. Identificación visual del anverso y reverso de los hongos Botrytis cinerea y Fusarium sp. 44 Figura 16. Siembra de los hongos: a) Campana de flujo laminar e b) Incubación de los hongos en foto-periodo 45 Figura 17. a) Preparación del medio, b)Adición del extracto de Orégano, Gobernadora y Damiana a 1000, 2000 y 3000 (mg/L) y aceite esencial de orégano a 250, 500 y 1000 (mg/L) al medio de cultivo, c) Vaciado del medio, d)Solidificación del medio, e) Siembra del hongo en el medio de cultivo e f)Incubación 46 Figura 18. Procedimiento de preparación del inoculo: a) Aplicación de Tween 80 en la caja petri, b) Raspado de colonia de hongos, c) Filtrado del inoculo, d) Obtención del Inoculo 46 Figura 19. Muestra las divisiones que conforman la cámara de NeuBauer, los números representan un ejemplo de esporas encontradas en esta área 47 ÍNDICE DE FIGURAS Ingeniería en Alimentos Página v Figura 20. Diagrama de proceso a la inoculación y la aplicación de los diferentes tratamientos en las fresas. 48 Figura 21. Medición de firmeza con el Penetrómetro en la fresa 50 Figura 22. Colorímetro Minolta 50 Figura 23. Balanza semianalítica 51 Figura 24. Potenciómetro manual digital 51 Figura 25. Titulación de una muestra de fresa 51 Figura 26. Refractómetro manual 52 Figura 27. Analizador de gases infrarrojo 52 Figura 28. Contenido de fenoles totales de los extractos vegetales de Orégano, Damiana y Gobernadora con disolvente etanol y metanol 57 Figura 29. Efecto en el crecimiento micelial del hongo Botrytis cinerea con diferentes extractos metanólicos a diferentes concentraciones: a) Orégano, b) Damiana y c) Gobernadora 59 Figura 30. Efecto en el crecimiento micelial del hongo Botrytis cinerea con diferentes extractos etanólicos a diferentes concentraciones: a) Orégano, b) Damiana y c) Gobernadora 65 Figura 31. Efecto en el crecimiento micelial del hongo Fusarium sp. con diferentes extractos vegetales metanólicos a diferentes concentraciones: a) Orégano, b) Damiana y c) Gobernadora 73 Figura 32. Efecto en el crecimiento micelial del hongo Fusarium sp. con diferentes extractos vegetales etanólicos a diferentes concentraciones: a) Orégano,b) Damiana y c) Gobernadora 79 Figura 33. Cambios en la luminosidad de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de orégano y b) Aceite esencial de orégano almacenadas a 4ºC 91 Figura 34. Cambios en el croma de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 93 Figura 35. Cambios en el Tono de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 94 ÍNDICE DE FIGURAS Ingeniería en Alimentos Página vi Figura 36. Cambios en la Pérdida de peso de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 98 Figura 37. Cambios en el pH de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 100 Figura 38. Cambios en la acidez de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 101 Figura 39. Cambios en los sólidos solubles de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 103 Figura 40. Cambios en la respiración de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 105 Figura 41. Cambios en el índice de decaimiento de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 107 Figura 42. Cambios en la luminosidad de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC. 111 Figura 43. Cambios en el croma de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 112 Figura 44. Cambios en el tono de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 114 Figura 45. Cambios en la firmeza de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 116 ÍNDICE DE FIGURAS Ingeniería en Alimentos Página vii Figura 46. Cambios en la pérdida de peso de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 117 Figura 47. Cambios en el pH de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 119 Figura 48. Cambios en la acidez de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 120 Figura 49. Cambios en los sólidos solubles de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 121 Figura 50. Cambios en la respiración de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 123 Figura 51. Cambios en el índice de decaimiento de las fresas inoculadas con Fusarium sp. tratadas con recubrimiento comestible a base de mucilago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de: a) Extracto vegetal de Orégano y b) Aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC 124 Figura 52. Efecto en los parámetros de calidad (apariencia visual, intensidad de color, olor, olores extraños, sabor, sabores extraños, textura, calificación global) al día 1, en las fresas con recubrimiento comestible de mucílago de nopal y diferentes tratamientos a) Extracto vegetal de Orégano con etanol y b) Aceite esencial de Orégano. 126 Figura 53. Efecto en los parámetros de calidad (apariencia visual, intensidad de color, olor, olores extraños, sabor, sabores extraños, textura, calificación global) al día 10, en las fresas con recubrimiento comestible de mucílago de nopal y diferentes tratamientos a) Extracto vegetal de Orégano con etanol y b) Aceite esencial de Orégano 128 ÍNDICE DE TABLAS Ingeniería en Alimentos Página viii ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1. Morfología de la fresa 6 Tabla 2. Clasificación taxonómica de la fresa 7 Tabla 3. Composición química de la fresa 8 Tabla 4. Parámetros de calidad de la fresa 10 Tabla 5. Características principales de las diferentes variedades de fresa 11 Tabla 6. Síntomas y control de plagas de la fresa 12 Tabla 7. Enfermedades de la fresa 13 Tabla 8. Diferentes tipos de Botrytis cinerea 17 Tabla 9. Diferentes métodos de conservación de la fresa 23 Tabla 10. Grupo, características funcionales y ejemplos de componentes de formación para recubrimientos comestibles 26 Tabla 11. Aditivos utilizados en la formulación de recubrimientos y películas comestibles 29 Tabla 12. Aceites esenciales y su componente con actividad antimicrobiana 31 Tabla 13. Aceites esenciales y sus diversos efectos 32 Tabla 14. Órganos vegetales para la obtención de extractos 34 Tabla 15. Diferentes métodos de extracción 37 Tabla 16. Diferentes tratamientos y concentraciones utilizadas para la difusión de agar-papadextrosa (PDA) 45 Tabla 17. Tratamientos aplicados a la fresa 49 Tabla 18. Atributos sensoriales 53 Tabla 19. Escala hedónica de 5 puntos utilizadas en la evaluación de atributos sensoriales53 Tabla 20. Rendimiento de los extractos vegetales etanólicos y metanólicos 56 Tabla 21. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Orégano metanol a diferentes concentraciones 62 Tabla 22. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Damiana metanol a diferentes concentraciones 63 Tabla 23. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Gobernadora metanol a diferentes concentraciones 64 ÍNDICE DE TABLAS Ingeniería en Alimentos Página ix Tabla 24. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Orégano etanol a diferentes concentraciones 69 Tabla 25. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Damiana etanol a diferentes concentraciones 70 Tabla 26. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y extracto de Gobernadora etanol a diferentes concentraciones 71 Tabla 27. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Orégano metanol a diferentes concentraciones 76 Tabla 28. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Damiana metanol a diferentes concentraciones 77 Tabla 29. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Gobernadora metanol a diferentes concentraciones 78 Tabla 30. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Orégano etanol a diferentes concentraciones 83 Tabla 31. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Damiana etanol a diferentes concentraciones 84 Tabla 32. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y extracto de Gobernadora etanol a diferentes concentraciones 85 Tabla 33. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Botrytis cinerea y aceite esencial de Orégano a diferentes concentraciones 86 Tabla 34. Apariencia visual de pruebas in-vitro con el hongo Fusarium sp. y aceite esencial de Orégano a diferentes concentraciones 87 Tabla 35. Cambios de la apariencia visual en fresas inoculadas con Botrytis cinerea y con la aplicación de recubrimiento comestible de mucilago de nopal adicionado con diferentes concentraciones de aceite esencial y/o extractos etanólicos de Orégano como tratamientos inhibitorios, almacenados a 4ºC por 12 días. 88 Tabla 36. Cambios en la firmeza de las fresas inoculadas con Botrytis cinerea con Recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionada con diferentes concentraciones de extracto etanólico y aceite esencial de Orégano almacenadas a 4ºC. 96 Tabla 37. Cambios de la apariencia visual en fresas inoculadas con Fusarium sp. y con la aplicación de recubrimiento comestible de mucilago de nopal adicionado con concentraciones de aceite esencial de orégano y extracto vegetal de Orégano como tratamientos inhibitorios, almacenados a 4ºC por 10 días. 108 RESUMEN Ingeniería en Alimentos Página I RESUMEN El presente estudio tiene el objetivo de evaluar el efecto de compuestos bioactivos de diferentes plantas del desierto mexicano para su incorporación en un recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal que inhiba el crecimiento de los hongos Botrytis cinerea y Fusarium sp., y alargue la vida útil de fresas. Las fresas fueron de variedad 'Camarosa' procedentes de Michoacán y para la extracción de compuestos bioactivos se utilizaron plantas del desierto mexicano: Orégano, Damiana y Gobernadora. La obtención de los extractos se llevó a cabo con diferentes disolventes (metanol y etanol) al 70% , mediante el método de extracción asistida por ultrasonido (EAU), y las condiciones se establecieron con base en el contenido de fenoles totales. Para establecer el efecto fungicida de los extractos se realizaron pruebas in-vitro, evaluando a diferentes concentraciones (1000, 2000 y 3000 ppm) el crecimiento micelial de Botrytis cinerea y Fusarium sp. El extracto que mostró mejores resultados con base a las pruebas in-vitro fue el de Orégano con el disolvente metanol 70%; inhibiendo en un 50% a los dos hongos (Botrytis cinerea y Fusarium sp.) en su concentración más alta (3000 ppm), por tal motivo se aplicó el extracto de Orégano pero con el disolvente etanol, ya que este si es apto para consumo humano y se comparó con la aplicación del aceite esencial de esta misma planta en diferentes concentraciones (250, 500 y 1000 ppm). Las pruebas in-vivo se llevaron a cabo con la aplicación del recubrimiento comestible de mucílago de nopal al 0.5% adicionado de las diferentes concentraciones del extracto vegetal y aceite esencial, por el método de inmersión durante 3 minutos, y se evaluaron los parámetros físicos (color y pérdida de peso), fisicoquímicos (pH, acidez titulable y sólidos solubles), fisiológicos (respiración) y el efecto en los síntomas de podredumbre causada por el hongo correspondiente (índice de decaimiento) durante el almacenamiento (1, 3, 5, 7 y 9 días para Botrytis cinerea y 1, 3, 5, 7, 9 y 12 días para Fusarium sp.). Finalmente se realizó un análisis sensorial para establecer el efecto por la aplicación de los diferentes tratamientos en las propiedades sensoriales de las fresas, encontrándose que los panelistas no detectaron un efecto significativo. RESUMEN Ingeniería en Alimentos Página II Se concluyó que la aplicación del aceite esencial y extracto vegetal de Orégano a sus concentraciones más altas 1000 y 3000 ppm, respectivamente adicionadas a un recubrimiento comestible de mucílago de nopal al 0.5%, inhibió el crecimiento de los hongos Botrytis cinerea y Fusarium sp. mediante pruebas in-vitro y ayudó a preservar las características físicas, fisicoquímicas, fisiológicas y sensoriales de las fresas. INTRODUCCIÓN Ingeniería en Alimentos Página 1 INTRODUCCIÓN Ingeniería en Alimentos Página 2 1.- INTRODUCCIÓN La fresa pertenece al grupo de las Rosaceas del género Fragaria. Es originaria de las regiones templadas del mundo y se caracteriza por tener tallos rastreados y nudosos, hojas grandes trifoliadas blancas y con frutos rojos aromáticos (SAGARPA-SIAP, 2011). México es uno de los principales productores de fresa, pese a que son 12 los estados productores, solamente cuatro de ellos resultan tener un nivel significativo de producción los cuales son: Michoacán, Baja California, Jalisco y Guanajuato (Barrera y Sánchez, 2003). Entre estos cuatro estados generan el 90% del total de producción nacional de fresa y solamente uno de ellos que es Michoacán genera el 62.9% de la producción nacional de fresa, situándose con esto como el estado productor más importante de fresa en México (SAGARPA-SIAP, 2011). Las pérdidas postcosecha en productos hortofrutícolas tienen importantes implicaciones económicas, ya que tienen gravados los costos de producción, cosecha, transporte, almacenamiento y distribución (Sanz et al., 1999). Como ejemplo de ello se encuentran los frutos de fresa, los cuales tienen diversos problemas fitosanitarios de gran importancia mundial como plagas y enfermedades fungosas (Saxena y Locascio, 1968). La fresa sufre de enfermedades postcosecha la principal que se tratara de inhibir y controlar es la de podredumbre gris causada por el hongo Botrytis cinerea, la cual produce gran cantidad de micelio gris y varios conidióforos largos y ramificados, cuyas células apicales redondeadas producen racimos de conidios ovoides, unicelulares, incoloros o de color gris (Bautistaet al., 2003). El hongo Fusarium sp. se encuentra en los vegetales antes de la cosecha. Como este tipo de hongos persisten en los productos almacenados, si la actividad de agua lo permite crecerán causando alteraciones. (Lacey, 1989). El control de enfermedades fungosas en postcosecha, no solo se basa en el uso de bajas temperaturas, una atmósfera adecuada durante el almacenamiento y una buena planeación de técnicas y métodos de las cadena postcosecha, si no que se complementa con prácticas realizadas en el campo (Mitra, 1997). INTRODUCCIÓN Ingeniería en Alimentos Página 3 En la fresa, el almacenamiento por frío reduce la tasa de respiración y sufre pérdida de humedad lo que permite extender la vida útil y conservar la calidad de la fruta es sus factores como color, sólidos solubles, acidez titulable, tamaño y firmeza, por lo que el objetivo de este trabajo es extraer compuestos bioactivos de plantas del desierto mexicano (Orégano, Damiana y Gobernadora) los cuales tienen propiedades antifúngicas (Cowan, 1999). Los principales aceites esenciales que han inhibido a Botrytis cinerea son los de Orégano, Tomillo y Clavo (Bouchra et al. 2003), estos son naturales, no contaminan y no dañan al consumidor, por lo que se realizará la aplicación de un recubrimiento comestible a base de mucílago de nopal adicionado de extractos bioactivos que controle enfermedades y alargue la vida útil de la fresa. ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 4 ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 5 2. ANTECEDENTES 2.1 Generalidades de la fresa La fresa es nativa de las regiones templadas de todo el mundo y se cultiva en grandes cantidades, tanto con fines comerciales como por parte de horticultores aficionados. Las flores blancas se organizan en cimas y tienen cáliz de cinco piezas hendidas, cinco pétalos redondeados, numerosos estambres y pistilos. El fruto es el resultado de la agregación de muchos carpelos secos diminutos, sobre un receptáculo pulposo de color rojo escarlata (Toledo, 2003). La fresa pertenece al grupo de las Rosaceas del género Fragaria. Es originaria de las regiones templadas del mundo y se caracteriza por tener tallos rastreados, nudosos y con estolones, hojas grandes trifoliadas blancas y con frutos rojos aromáticos (Figura 1) (SAGARPA-SIAP, 2011). Figura 1. Fruto de fresa. Fuente: CONAFRESA (2012). 2.1.1 Morfología de la fresa La fresa es una planta perenne que produce brotes nuevos cada año. Presenta una roseta basal de donde surgen las hojas y los tallos florales. De la roseta basal surgen también otro tipo de tallos rastreros que producen raíces adventicias. La fresa es un eterio típico lleno de aquenios. Lo que se consume de esta planta es un eterio de color rojo, dulce y aromático, un engrosamiento del receptáculo floral cuya función es contener dentro de sí los frutos verdaderos de la planta (fresa), pero a continuación se hace la descripción de las características de la planta de fresa (Tabla 1) (Muñoz, 1984). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 6 Tabla 1. Morfología de la fresa. Parte de la planta Descripción RAICES La fresa posee un sistema radicular fasciculado, constituido por un gran número de raíces y raicillas; la mayor parte de las raíces son de color claro y tienen un periodo de vida corto ya que sufren un proceso de renovación fisiológico. TALLO El tallo está constituido por un eje corto en forma cónica llamado corona, en el que se observan numerosas escamas foliares, de la corona salen yemas axilares, las cuales son ramificaciones laterales conocidas como estolones que se caracterizan por poseer entrenudos distanciados entre sí, en los que aparecen rosetas de hojas y raicillas adventicias. HOJAS Las hojas aparecen sobre la corona en forma de roseta, son largamente pecioladas, de bordes y provistas de dos estipulas rojizas. INFLORESCENCIAS Las inflorescencias se desarrollan a partir de yemas terminales de la corona o de yemas axilares de las hojas. La ramificación de la inflorescencia está formada por una flor primaria, dos flores secundarias, cuatro terciarias, y ocho cuaternarias. Una flor típica consta de diez sépalos, cinco pétalos, de veinte o treinta estambres y el número de pistilos va de 60 a 600. El mayor número de pistilos se encuentra en la flor primaria, decreciendo sucesivamente en número de primarias a secundarias. FRUTO El fruto está compuesto de numerosos ovarios, cada uno con un óvulo, el cual al ser fecundado da lugar a un aquenio; los aquenios están distribuidos sobre la superficie de un receptáculo carnoso, estimulan el crecimiento y la coloración de este dando lugar al fruto de la fresa. Fuente: Galleta y Himelrick (1990); Hancock (1999); Moroto y López (1988); SAGARPA-SIAP (2011). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 7 2.1.2 Clasificación taxonómica de la fresa Se conocen más de 20 especies Fragaria, que varían en cuanto al número de cromosomas. Las especies más comunes son diploides, sin embargo la clasificación taxonómica de la fresa se describe a continuación (Tabla 2): Tabla 2. Clasificación taxonómica de la fresa. Reino Vegetal División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Género Fragaria Familia Rodaceae (Rosaceas) Especie Fragaria vessca o Fragaria ananassa Fuente: Hancock (1999). 2.1.3 Importancia Económica La fresa representa un importante cultivo comercial con áreas de siembra cada vez mayores en el mundo y su consumo va en aumento. La fresa se cultiva en más de 60 países del mundo; el principal productor es Estados Unidos con un millón 115 mil toneladas al año, le siguen Rusia con 324 mil toneladas y España con 263 mil toneladas. México ocupa el noveno lugar con 160 mil toneladas (Santoyo y Martínez, 2010; Keutgen y Pawalzik, 2008). Producción nacional Aunque son varios los estados productores de fresa en México, solamente cuatro tienen producción significante: Michoacán, Baja California, Jalisco y Guanajuato, los cuales tienen una participación acumulada del 90% de la producción nacional (SAGARPA- SIAP, 2011). Michoacán es el primer estado y participa con 62.9% de la superficie sembrada, cosechada y producción del país, dentro de la entidad destacan 3 zonas de producción, el valle de Zamora, que se considera la región más productora del país la región de Panindícuaro y el valle de Maravatío. Baja California es el segundo estado productor del país, participando con el 21.7% de la superficie sembrada. Jalisco es el tercer estado productor del país, participando con 7.6% en producción y Guanajuato el cuarto estado ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 8 productor con 3.2% siendo la región de Irapuato la considerada como la principal productora de fresa en el estado (SAGARPA-SIAP, 2011) (Figura 2). Figura 2. Porcentaje de producción anual de fresa de 2011 en diferentes estados de la República Mexicana. Fuente: SAGARPA-SIAP (2011). 2.1.4 Composición química y aporte nutrimental La fruta contiene una cantidad moderada de hidratos de Carbono y un valor calórico bajo. Destaca su aporte de vitamina C, sustancias de acción antioxidante y un alto contenido de ácidos orgánicos, entre ellos cítrico, málico, oxálico y salicílico. También es rica en minerales como Potasio y Magnesio, su contenido en fibra es moderado. Como compuestos activos presenta pigmentos, aceite esencial, taninos y flavonoides. (Cordenunsi et al., 2002). En la tabla 3 se resume la composición básica de la fresa por cada 100 g de fruta. Tabla 3. Composición química de la fresa. Propiedad Química Valor Proteína 0.9 g Grasa 0.5 g Carbohidratos 1.3 mg Calcio 21 mg Fósforo 21 mg Potasio 164 mg Sodio 1 mg Hierro1 mg Vitamina A 100 U. I. 63% 22% 8% 3% 4% ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 9 Tabla 3. Composición química de la fresa. (Continuación) Propiedad Química Valor Vitamina B1 0.03 mg Vitamina B2 0.97 mg Vitamina B5 0.90 mg Vitamina C 90 mg Fuente: FAO (2012). Las fresas se caracterizan por su contenido de pigmentos naturales, tales como los antocianos que son sustancias con capacidad antioxidante, es decir, que previenen el desarrollo de ciertas enfermedades y tipos de cáncer. Los antocianos le dan el color rojo a la frutilla (Díaz et al., 1985). 2.1.5 Indicadores de calidad del fruto La fresa es una fruta no climatérica y debe ser cosechada en plena madurez para lograr la máxima calidad en relación con el sabor y el color (Cordenunsi et al., 2003). Se cosechan cuando la fruta toma color rosa (3/4 de maduración) o verde (1/2 de maduración) esto con el fin de evitar pérdidas postcosecha. La cosecha y postcosecha son algunos de los factores que pueden conducir cambios en la calidad sensorial y nutricional de la fresa (Pineli et al., 2011). La calidad de la fresa es el resultado del manejo de factores presentes en la precosecha (cultivar, suministro de nutrimentos, temperatura, luminosidad y polinización), cosecha (estado de desarrollo y hora de cosecha) y postcosecha (manejo de frigoríficos, humedad relativa y almacenamiento), los cuales influyen en la conservación de la calidad del fruto (Juárez et al., 2007). En el mercado, la calidad de la fresa se centra en las cualidades físicas (Tabla 4), tales como tamaño, color, firmeza, acidez, dulzura y aroma (Azodanlou et al., 2003). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 10 Tabla 4. Parámetros de calidad de la fresa. Parámetro de Calidad Características COLOR Las antocianinas son los principales compuestos que contribuyen al color rojo brillante de la fresa y están asociadas con una fuerte actividad antioxidante. El color y la apariencia son los aspectos críticos de la calidad para los compradores a la hora de seleccionar las frutas y hortalizas frescas. SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES Cuando la fruta madura cambia la concentración de sólidos solubles en el jugo, que en su mayor parte son azúcares. La concentración de sólidos solubles, acidez y color de la fresa son afectados por factores ambientales. Temperatura superior a los 25ºC puede reducir los sólidos solubles en la fruta de fresa. Se ha observado que la disminución en los sólidos solubles en el fruto de fresa produce una menor aceptación de los consumidores al producto. ACIDEZ TITULABLE El ácido cítrico es el ácido orgánico principal en el fruto de fresa y el ácido ascórbico es la forma predominante de la vitamina C, su concentración varía entre 9.15 y 20.27 g Kg -1 en la etapa madura del fruto. La concentración del ácido ascórbico es generalmente más alta en frutos maduros. Kafkas et al. (2007) añaden que la acumulación de ácidos orgánicos, ácido ascórbico y azúcares solubles depende de los genotipos. Las fresas son aceptables con un contenido de sólidos solubles mínimo de 7 ºBrix y una acidez titulable de 0.8% como mínimo. TAMAÑO La disponibilidad de agua, las temperaturas nocturnas y diurnas, y la intensidad de la luz del día están relacionadas con el tamaño del fruto de la fresa. FIRMEZA Los consumidores prefieren frutas de alta firmeza con un sabor superior. La firmeza de la fruta de fresa depende de la época de cosecha, variedad y condiciones de crecimiento. Así también, la temperatura afecta el rendimiento y calidad de la fruta, particularmente el sabor y la firmeza. Fuente: Bodelon et al. (2010); Siller y Báez (2009); Morgan (2006); Keutgen y Pawalzik (2007); Ojeda et al. (2008). 2.1.6 Variedades de la fresa En el mundo se conocen más de 1000 variedades de fresa, fruto de la gran capacidad de hibridación que presenta la especie. Sin embargo la variedad ῾Californiana Camarosa᾽ ha desplazado totalmente a las europeas, ocupando un 98 % de la superficie dedicada a ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 11 la fresa en Europa y en México todo ello gracias a su mayor productividad, precocidad, calidad y adaptación a las condiciones agroclimáticas (CONAFRESA, 2012). Sin embargo, existen más variedades en México que se describen en la Tabla 5. Tabla 5. Características principales de las diferentes variedades de la fresa. Variedad Características Estado Productor ῾CAMAROSA᾽ Es una variedad de día corto que presenta un fruto grande, muy precoz, de color rojo brillante externamente, interior muy coloreado y de buen sabor y firmeza. Esta variedad es originada en la Universidad de California. Su densidad es de 5 plantas por metro. Guanajuato, Michoacán y Estado de México ῾TUDLA᾽ Esta variedad se caracteriza por su buena aptitud para el transporte, así como su resistencia a la clorosis férrica, por lo que resulta útil en zonas que presentan problemas de aguas salinas. La planta es vigorosa de producción precoz, frutos grandes, aromáticos, alargados, de color rojo intenso, tanto externa como internamente. Su productividad es elevada y se adapta bien tanto a la plantación con planta fresca en zonas cálidas, como a la plantación frigoconservada. Guanajuato ῾OSO GRANDE᾽ Variedad que tiene como inconveniente la tendencia del fruto al rajado. No obstante presenta buena resistencia al transporte y es apto para el mercado en fresco. De color rojo anaranjado, forma de cuña achatada, calibre grueso y buen sabor. La planta es vigorosa y de follaje oscuro. Baja California ῾CARISMA᾽ Variedad muy vigorosa y rústica, capaz de adaptarse a todo tipo de suelos y climas, precoz y muy productiva. El fruto es de forma cónica, a veces acostillada, de gran tamaño y color rojo suave. Se recomienda para plantación en otoño como planta fresca y en verano como planta frigoconservada. Jalisco y Michoacán ῾CARTUNO᾽ Fruto de forma cónica perfecta, con calibre uniforme, color rojo brillante, sabor azucarado, ligeramente más precoz que ῾Oso Grande᾽, con curva de producción homogénea durante toda la campaña. Bien adaptada a plantaciones de otoño y de verano. Resistente a la clorosis férrica. Baja California, Michoacán Fuente: CONAFRESA (2012). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 12 Otras variedades de la fresa son: la Tioga, Fresno, Talismán, Chandler y Douglas (CONAFRESA, 2012). 2.1.7 Plagas y enfermedades de la fresa El fresal y su fruto (la fresa), se ven atacados por diferentes plagas, las cuales en la Tabla 6 se detallan mencionando los daños, síntomas y el control para prevenirlas. Tabla 6. Síntomas y control de plagas en la fresa. Agente Causal Plaga Síntoma Control Barrenador del tallo o cuello de raíz (Epialus sp.) Seca el follaje de la punta a la base de la rama Con químicos insolubles en agua, mantener la corona libre de melazas y evitar heridas. Podar totalmente la planta y quemar. Mosca de la fruta (Anastrepha sp.) Caída y destrucción de frutos Cosecha oportuna. Instalar trampas McPhail, control químico localizado. Áfidos y pulgones (Aphis sp. y Myzuz sp.) Chupan savia de hojas nuevas enrollándolas transmiten virus. Plaguicidas en el área foliar. Arañita roja (Tetranychus sp.) Chupan líquidos vitales de las hojas. Frutos color rojo óxido, hojas pálidas o rojizas y arrugadas con telarañas. Acaricidas con azufre, riego por aspersión en verano. Perla de tierra (Margarodes sp.) Destrucción de la raíz. Forma nudosidades. Produce clorosis y poco desarrollo radicular. No hay tratamiento químico eficiente.Tratar el material de siembra con fungicida e insecticida. Suelos bajos en materia orgánica con susceptibles. ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 13 Tabla 6. Síntomas y control de plagas en la fresa. (Continuación) Agente Causal Plaga Síntoma Control Barrenador de cuello de planta (Zascelis sp.) Agujeros en la unión del tallo y la raíz, causa tallos corchosos, se detiene el crecimiento. Insecticida en polvo y un control preventivo. Trips (Franklinielle spp) Aspiran alimento, producen caída de pétalos, deformación del fruto, aborto de flores y transmisión de virus. Insecticidas en polvo y un control preventivo. Fuente: Tamayo (2001); Bonnet (1994) y Ellis et al. (1991). Por otro lado, la fresa, se ve atacada por una serie de enfermedades, las cuales implican una serie de daños como cortes, “amarilleamiento”, manchas rojizas o curvado de los bordes en las hojas, debilitamiento de la raíz y putrefacción del fruto, las cuales se describen en la Tabla 7. Tabla 7. Enfermedades de la fresa. Agente causal Enfermedad Síntomas Control Roya (Macicia sp.) Manchas moradas en el haz, pústulas de color anaranjado sobre las hojas. Las plantas afectadas deben ser retiradas del huerto. Aplicar fungicida a base de cobre. Mildeo Polvoso (Oidium sp.) En el haz se notan zonas cloróticas amarillas, arrugamientos y, deformaciones en el fruto. Podas, el control químico no es muy efectivo, pero se puede utilizar fungicidas sintéticos y sulfurados. ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 14 Tabla 7. Enfermedades de la fresa. (Continuación) Agente causal Enfermedad Síntomas Control Marchitez (Verticillium alboatrum) Amarillamiento de las hojas y marchitez de la planta, en el tallo manchas negras y pudrición de la raíz. Buen drenaje, casos extremos tallos azulosos, eliminarla y quemarla, desinfectado el sitio con formol. Antracnosis (Glomerella cingulata; Colletotrichum ssp.) Muerte progresiva en ramas y tallos, pequeñas manchas de color negro en los tallos, en las hojas manchas pardas. Poda y quema de las partes afectadas, buena aireación bajando así la humedad relativa, control químico con fungicidas cúpricos. Podredumbre gris (Botrytis cinerea) Esclerocio superficial sobre tallos, que germinan en conidios. Producen la momificación y se necrosan los frutos inmaduros, quemaduras en las inflorescencias, pudrición del fruto. Recolección y quema del material enfermo. El Boro ayuda al control de este patógeno, podas de formación, control químico con benzoato de sodio, fungicidas a base de procimidona. Fuente: Tamayo (2001); Bonnet (1994) y Ellis et al. (1991). 2.1.8 Podredumbre gris La podredumbre gris es la enfermedad causada por el hongo Botrytis cinerea la cual aparece principalmente en forma de tizones de inflorescencias y pudriciones del fruto, pero también como chanchos o pudriciones del tallo, ahogamiento de las plántulas, manchas foliares y como pudriciones del tubérculo, como un bulbo y raíces. Bajo condiciones húmedas el hongo produce una capa fructífera conspicua de moho gris sobre los tejidos afectados. Es uno de los problemas más graves de los cultivos protegidos y al aire libre del litoral mediterráneo (Rodríguez-López y Rodríguez-Pérez, 1992). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 15 Esta enfermedad incluye la pudrición de las hortalizas tales como la alcachofa, frijol, remolacha, col, zanahoria, pepino y berenjena, la pudrición del extremo de la punta de los plátanos, lechuga, pimiento, calabaza, tomate. La pudrición del cuello y tizón de la cebolla, la pudrición del extremo del cáliz de las manzanas, el tizón de las ramitas e inflorescencias de arándanos, el tizón o moho gris de plantas ornamentales como la violeta africana, begonia, ciclamino, crisantemo, dalia, geranio, jacinto, lirio, rosal, tulipán, etc. También ocasiona las pudriciones blandas secundarias de frutos y hortalizas cuando se almacenan, transportan y venden en el mercado (Rodríguez-López y Rodríguez-Pérez, 1992). 2.1.8.1 Generalidades del hongo Botrytis cinerea. Botrytis cinerea es un hongo polífago, que ataca a un amplio espectro de especies vegetales. La infección comienza por las flores y luego se transmite hacia las hojas, pecíolos, tallos y frutos (Figura 3) (Centro Tecnológico de la Vid y el Vino, 2010). Los síntomas en las flores se manifiestan como necrósis del tejido; en las hojas se desarrollan lesiones necróticas con forma de V, se cubren con moho gris y posteriormente se marchitan y mueren; los frutos se ven afectados por una pudrición gris, blanda y acuosa, que generalmente se inicia en la zona que rodea el cáliz; en el tallo se pueden observar lesiones necróticas o acuosas. Sobrevive sobre el suelo o asociado a restos de tejidos infectados (Cucchi y Barrera, 2009). La infección se favorece con temperaturas entre los 15 a 24°C y presencia de agua libre sobre la superficie del tejido. Se deben eliminar rápidamente los frutos infectados, remover las hojas basales de las plantas para permitir la circulación de aire dentro del cultivo, evitar la presencia de agua libre sobre el cultivo, eliminar las hojas y flores secas que sirvan de sustrato para la multiplicación del hongo, reducir la fertilización nitrogenada y racionalizar el riego (Centro Tecnológico de la Vid y el Vino, 2010). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 16 Figura 3. Ciclo de vida de Botrytis cinerea. Fuente: Centro Tecnológico de la Vid y el Vino (2010). El hongo Botrytis cinerea muestra actividad a bajas temperaturas y produce pérdidas considerables en cosechas que se han mantenido almacenadas durante largos periodos, aún cuando las temperaturas estén entre 0 y 10º C. Las esporas que han germinado rara vez penetran directamente en los tejidos que muestran un crecimiento activo, pero lo hacen en tejidos de la planta a través de heridas o después de que se han desarrollado durante un cierto tiempo y han formado micelio sobre los pétalos de flores senescentes, follaje moribundo de las plantas, escamas de bulbos muertos, etc. (Siller y Baez, 2009). En la Figura 4 se observa el crecimiento del hongo Botrytis cinerea, mediante el crecimiento en pruebas in-vitro, donde se observa el crecimiento del micelio. Figura 4. Imágenes macroscópicas del crecimiento del hongo Botrytis cinerea en pruebas in-vitro a) Anverso, b) Reverso. Fuente: Elaboración propia. El patógeno Botrytis cinerea produce gran cantidad de micelio gris y varios conidióforos largos y ramificados, cuyas células apicales redondeadas producen racimos de conidios ovoides, unicelulares, incoloros o de color gris. Los conidióforos y los racimos de conidios se asemejan a un racimo de uvas (Figura 5) (Cucchi y Barrera, 2009). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 17 Figura 5. Vista al microscopio de los conidióforos y conidios de Botrytis cinerea. Fuente: Siller y Baez (2009). 2.1.8.2 Tipos de Botrytis cinerea Las infecciones por el hongo Botrytis cinerea afectan no sólo el rendimiento, sino además la calidad de los cultivos, provocando deterioros de gran magnitud incluso durante las etapas de transporte y almacenaje de los productos agrícolas (Elad, 1988; Hammer et al., 1990; Rosslenbroich y Stuebler, 2000). En la Tabla 8 se muestran los tipos de Botrytis cinerea que ocasionan estos problemas. Tabla 8. Diferentes tipos de Botrytis cinerea. Tipos de Botrytis cinerea GeneralidadesControl Botrytis endógena Es la más difícil de controlar, por su desarrollo interno. Se caracteriza por el embalaje de fruta aparentemente sana Aplicar fungicida desde la floración. Si la incidencia de la enfermedad es alta, se debe aplicar 2 veces el fungicida (al inicio y 7 días después). Botrytis exógena El hongo ataca de adentro hacia afuera. Los frutos verdes son inmunes por su alta acidez, los maduros susceptibles por su alto contenido de azúcar. El hongo entra por secreción de enzimas, ablandando la epidermis de la fruta. Realizar aplicaciones al inicio de la pinta y repetir a los 7 o 10 días. Si existe una lluvia antes de la cosecha se debe repetir la aplicación. Fuente: Elad y Volpin (1991); Smith (2002); Ávila (1993). 2.1.8.3 Métodos de control de Botrytis cinerea El enfoque agrícola convencional ha tratado de controlar la podredumbre mediante la aplicación de fungicidas químicos, que han derivado en la aparición de resistencia del ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 18 patógeno a los químicos con múltiples casos bien documentados (Latorre et al., 2002; Leroux, 2004). Además, debido a que se ha tomado conciencia acerca de los efectos adversos de los pesticidas sintéticos sobre el medio ambiente y la salud humana, el uso de fungicidas está cada vez más limitado y en algunos casos prohibido en agricultura convencional (Elmer y Michailides, 2004). En agricultura ecológica, el manejo de la podredumbre gris suele hacerse mediante técnicas culturales que reducen la humedad en el microambiente y las fuentes de inóculo. Además de las prácticas culturales, los productos más habitualmente utilizados han sido dos compuestos con contenido en cobre: caldo bordelés y sulfato de cobre (Jackson, 2008). Sin embargo, el cobre es evitado cada vez más por los viticultores, dado que puede producir alteraciones del aroma y sabor, causar olores no deseables, acumularse en los suelos y producir fitotoxicidad. Por lo tanto, se hace necesaria la búsqueda de alternativas y nuevas estrategias para el control de la podredumbre causada por Botrytis cinerea, que consigan buenos niveles de reducción de la infección, sean de fácil utilización y económicamente asequibles. Algunas de estas alternativas pasan por la aplicación de extractos de plantas que pueden dar lugar a la biosupresión del patógeno (Elmer y Reglinski, 2006; Jackson, 2008; Darriet et al., 2001; Rathore y Khan, 2000) Métodos preventivos El método preventivo es uno de los aspectos más importantes para el control de esta enfermedad y debería de condicionar el dimensionamiento y tipo de invernadero para las comarcas donde Botrytis cinerea es un problema grave. Destacan según Agrios (1996): · Es importante evitar las siembras demasiado densas en condiciones de baja luminosidad. · Desinfección de semillas. · La solarización es efectiva para el control de esclerocios. ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 19 · Manejar la aireación, calefacción y el riego en invernadero con el fin de reducir la duración de los períodos diarios que combinan humedad a saturación y condensaciones y temperaturas de 15-17º C, · Hacer podas y deshojados a ras del tallo para no dejar tocones que sirvan al desarrollo del parásito. Aplicación de una pasta fúngica en las heridas. · Controlar los niveles de nitrógeno en el suelo, ya que niveles elevados favorecen el desarrollo de la enfermedad. · Es fundamental la retirada de restos de cultivo y plantas afectadas por la enfermedad tanto del exterior del invernadero como alrededores. · Aplicación de cubiertas plásticas de invernadero con absorción de luz ultravioleta ya que reducen la esporulación y la tasa de colonización epidermal. · Los órganos almacenados como es el caso de los bulbos de cebolla, deben protegerse manteniéndolos de 2 a 4 días a una temperatura de 32 a 50º C a fin de eliminar el exceso de humedad y manteniéndolos posteriormente a 3º C en un ambiente lo más seco posible. 2.1.9 Generalidades del hongo Fusarium sp. La enfermedad del hongo Fusarium sp. se caracteriza porque parasita más de 100 especies de plantas gimnospermas y angiospermas, gracias a los diversos mecanismos que tiene el hongo para vencer las defensas de muchas plantas (Bosland, 1988). Fusarium sp. se trata de un hongo de distribución universal. Se aísla como saprofito del suelo y de numerosas plantas (cereales, soja, algodón, plátanos, cebolla, patatas, manzanas, etc.). Como fitopatógeno causa grandes pérdidas económicas .Tiene una gran variedad morfológica y sufre frecuentes mutaciones en cultivo, apareciendo progresivamente más micelio y desapareciendo las esporodoquias y la coloración. En agar-papa dextrosa presenta un crecimiento rápido: 50 mm en una semana. Al principio la colonia es lisa y algodonosa. Con el tiempo toma un aspecto como el fieltro, de color blanco o salmón pálido, tiñéndose de púrpura en su zona central. Produce un pigmento ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 20 púrpura-violeta que difunde al medio (Figura 6). La esporodoquia, presente en algunas cepas, da una coloración crema anaranjada al cultivo (Nelson et al., 1994). Figura 6. Imágenes macroscópicas del crecimiento del hongo Fusarium sp. en pruebas in-vitro: a) Anverso, b) Reverso. Fuente: Elaboración propia. Este hongo es cosmopolita, de muy difícil manejo por su gran capacidad para establecerse y colonizar cualquier tipo de suelo, además de que pueden sobrevivir por largos periodos de tiempo en suelos infestados y recuperarse rápidamente a fumigaciones o a otras prácticas agrícolas que se incluyan en el manejo de estas enfermedades, mismas que afectan significativamente la rentabilidad del cultivo (Apodaca et al., 2004). El hongo de Fusarium sp., presenta un micelio septado como, además de que produce 3 tipos diferentes de esporas: microconidios en forma de canoa o de banano compuestas por 3-5 células, siendo las que este hongo produce con mayor frecuencia y abundancia en todas las condiciones, microconidios en forma de ovoide o redondeada, compuesta por 1 ó 2 células, estas con frecuencia aparecen sobre la superficie de la planta que ha sido destruida por este patógeno; y clamidosporas en forma redondeada, uniceluales que presentan pared celular gruesa, redondeada y refringente a la luz del microscopio (Figura 7). Los tres tipos de esporas pueden ser encontrados tanto en el suelo como en cultivos In-Vitro del hongo (Agrios, 1996 y Apodaca, 2006). Figura 7. Vista al microscopio de Fusarium sp. Fuente: Siller y Baez (2009). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 21 Ciclo Biológico de Fusarium sp. El hongo sobrevive en el suelo como micelio de una estación a otra en restos vegetales o en todas sus formas conidiales, especialmente clamidosporas. Se propaga a cortas distancias a través del agua o maquinaria agrícola contaminada y su propagación a grandes distancias ocurre principalmente en transplantes o material vegetativo infectado (Agrios, 1996; Latorre et al., 2002). Al establecer plantas sanas en suelo contaminado, los tubos germinales de las esporas o el micelio penetran directamente en las puntas de las raíces o ingresan a través de heridas. El micelio del patógeno se propaga intercelularmente a través de la corteza de la raíz y cuando llega a los vasos xilemáticos, entra a través de las punteaduras. Se mantiene sólo en las heces vasculares y viaja a través de ellos, principalmente en sentido ascendente, hacia el tallo y corona de la planta. Cuando llega a los vasos, el micelio se ramifica y produce microconidias que se desprenden y son llevadas hacia la parte superior de la planta. Estas germinan donde finaliza su movimiento ascendente. Posteriormente, penetra la pared superior del vaso y el patógeno produce másmicroconidias en el vaso siguiente (Agrios, 1996). El patógeno causa marchitez y bloquea el tejido vascular de la planta, impidiendo el paso del agua y nutrientes hacia la parte aérea. La infección de las raíces es favorecida por temperaturas cálidas del suelo (28ºC y más) y por condiciones de humedad. Las condiciones climáticas encontradas en la región de verano lluvioso en Sudáfrica, son favorables para la infección y desarrollo del hongo. Sin embargo, la enfermedad también se manifiesta en la región de invierno lluvioso (Lubbe, 2001). Métodos de control de Fusarium sp. No existe un control efectivo para detener la muerte de la planta después que la infección ha tenido lugar. Así, el control se basa en la prevención. La desinfección de los suelos con fumigantes o aspersión con desinfectantes antes de la plantación y posteriormente un control regular, suprimirán los hongos en el suelo y protegerán a las plantas contra la infección. El mejor método de prevención puede ser el uso de material vegetal tolerante o resistente (Agrios, 1996: Lubbe, 2001). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 22 El material infectado debe ser retirado rápidamente, cuando es detectado. Las plantas infectadas y sus raíces pueden ser sacadas cuidadosamente del lugar en bolsas plásticas y luego deben quemarse, para impedir la diseminación de las esporas presentes en el suelo y raíces infectadas (Lubbe, 2001). Tradicionalmente se ha fumigado el suelo previo a la plantación con bromuro de metilo, medida que está siendo abandonada, debido a la toxicidad del producto y el daño ambiental que éste causa (Larkin y Fravel, 1998). Un producto químico que es habitualmente utilizado para controlar Fusarium sp., es Benomilo el cual ha sido efectivo, debido a que es un fungicida sistémico (Besoaín, 1989; Carrillo, 1992). El uso de biocontroladores es una alternativa interesante que ha sido investigada, numerosos microorganismos han demostrado ser efectivos en el control de varios hongos del suelo incluyendo a Fusarium sp. (Sivan et al., 1987). 2.1.10 Métodos de conservación de la fresa Se requiere almacenar los productos frescos para incrementar su vida útil, asegurar la oferta constante del producto y mantener la estabilidad en los precios. Las bodegas refrigeradas son de uso común para el almacenamiento de las frutas y hortalizas. Para una buena conservación del producto es necesario tomar en consideración un buen diseño y operación de las instalaciones y equipos y el sistema de refrigeración a usarse. La duración del almacenamiento va a depender de la vida útil postcosecha del producto y de las condiciones de operación del almacén. La fresa tiene una vida de anaquel muy corta que se debe a su elevada velocidad de respiración y su susceptibilidad al daño por hongos. El almacenamiento se remite al control de los principales factores extrínsecos que influyen en la calidad del producto y para ello se tienen los siguientes tipos de almacenamiento (Tabla 9) (García y García, 2001). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 23 Tabla 9. Diferentes métodos de conservación de la fresa. Tratamiento Condiciones Efecto Referencia Almacenamiento natural Las frutas se conservan sin ningún tratamiento artificial. La fruta debe colocarse inmediatamente luego de la cosecha, en un lugar acondicionado y limpio, con ventilación y que permita la entrada de aire frío. Se debe colocar la fruta espaciada, y no aplicar en cantidades altas, para favorecer la ventilación. Corpoica (2000) Almacenamiento en cámaras refrigeradas Temperatura de refrigeración de 0 a 1 ºC HR 90 y 95 % Se elimina calor en los cuartos fríos principalmente por conducción a través del material de empaque. Se usa en productos que tienen una vida postcosecha relativamente larga, que toleran un ritmo lento de eliminación del calor y que no soportan el contacto con el agua como medio de enfriamiento. Kader (2000); Arias y Toledo (2000); Picha (2004). Almacenamiento con atmósferas controladas Composición del aire de 78.08% N2, 20.95% de O2 y 0.03% de CO2 Tiene como objeto modificar y monitorear con precisión la composición del aire atmosférico que rodea a las frutas en el almacenamiento, minimiza el proceso de maduración, prolonga su período de vida y mantiene la calidad en el almacenamiento. Ayudan en el control de patógenos, como hongos e insectos. Kader (2000); Mir y Beaudry (2002). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 24 Tabla 9. Diferentes métodos de conservación de la fresa. (Continuación) Tratamiento Condiciones Efecto Referencia Almacenamiento con atmósferas modificadas Composición del aire de 78.08% N2, 20.95% de O2 y 0.03% de CO2 Las atmósferas modificadas son creadas por el producto dentro de empaques, lo más utilizado son los plásticos envolventes, las cubiertas plásticas semipermeables o micro-perforadas y las ceras; que a su vez, mantienen alta humedad relativa, reducen pérdidas de agua, evita el contacto con superficies abrasivas, reducen el proceso de maduración y senescencia durante el almacenamiento. Mattheis y Fellman (2000); Amarante (2001). 2.2 Recubrimientos comestibles (RC) La película comestible (PC) o recubrimiento comestible (RC) consiste en una capa delgada que se pre-forma o forma directamente sobre la superficie de los productos vegetales como una envoltura protectora (Del-Valle et al., 2005; Bravin et al., 2006). Se elaboran a partir de una gran variedad de proteínas, polisacáridos y lípidos ya sea como componentes únicos o combinados, con la finalidad de desarrollarlas con mejores propiedades de barrera y mecánicas (Kester y Fennema, 1986). 2.2.1 Ventajas y desventajas de los RC Las ventajas del uso de RC son abundantes, entre las principales se encuentran: que su costo es generalmente bajo, el uso reduce los desechos y la contaminación ambiental, pueden mejorar las propiedades organolépticas, mecánicas y nutricionales de los alimentos, etc. Una de las principales desventajas del uso de RC es el grosor de la misma, ya que este puede restringir el intercambio gaseoso durante la respiración de los tejidos, pudiendo causar acumulación de altos niveles de etanol y por ende el desarrollo de malos sabores (El Ghaouth et al., 1992 y Howard y Dewi, 1995). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 25 2.2.2 Funciones y propiedades de los RC El mecanismo por el cual los recubrimientos conservan la calidad de frutas y vegetales es debido a que crean una barrera física a los gases, produciendo una atmósfera modificada ya que reducen la disponibilidad de O2 e incrementan la concentración de CO2 (Avena-Bustillos et al., 1994; González-Aguilar et al., 2005). La efectividad de un recubrimiento comestible para proteger frutas y vegetales depende del control de la humectabilidad, de la capacidad de la película para mantener compuestos de diversa funcionalidad (plastificantes, antimicrobianos, antioxidantes, sabores y olores) dentro de dicha matriz, ya que la pérdida de dichas soluciones afecta el espesor de la película, y de la solubilidad en agua, ya que es indispensable evadir la disolución del recubrimiento comestible (Ozdemir y Floros, 2008; Cerqueira, 2009 y Park, 1999). Los recubrimientos involucran la formación de una estructura del polímero, directamente en la superficie del objeto que se pretende proteger o mejorar. De esta manera, las cubiertas llegan a ser parte del producto y permanecer en el mismo durante su uso y consumo, son dependientes de sus propiedades de barrera, propiedades mecánicas y propiedades detransporte (Krochta, 1994). Propiedades de barrera: La deshidratación superficial constituye uno de los principales problemas en el mantenimiento de la calidad de los vegetales tanto frescos como mínimamente procesados. La pérdida de agua se traduce en pérdida de peso del producto con la disminución consecuente de la calidad durante su comercialización. La naturaleza del RC empleado desempeña un papel importante: a mayor hidrofilicidad de los materiales utilizados, mayor permeabilidad al vapor de agua e hinchamiento (Martin-Belloso et al., 2005; Atarés et al., 2010; Shih et al., 2011). Propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de los RC, como la resistencia a esfuerzos mecánicos de tensión y compresión dependen del tipo de material empleado en su elaboración y específicamente de su cohesión estructural para formar enlaces moleculares fuertes y numerosos entre las ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 26 cadenas poliméricas, y así disminuir la separación molecular y aumentar su cohesividad (Al-Hassan y Norziah, 2011; Bourbon et al., 2011). Propiedades de transporte: Las características de trasporte se dan principalmente en frutas y hortalizas cortadas, ya que el uso potencial de los RC en estas se realiza con la finalidad de retener y transportar aditivos, tales como: antioxidantes, antimicrobianos, estabilizantes de textura, colorantes, saborizantes, compuestos bioactivos o funcionales, entre otros, que podrían conferir un beneficio añadido al recubrimiento (Jiménez et al., 2010; Falguera et al., 2011). 2.2.3 Componentes de formación Matriz: Los materiales matriz que pueden ser usados para formar películas comestibles incluyen: hidrocoloides (proteínas y polisacáridos), lípidos y sus compuestos (combinación de estos materiales). Estos tipos de materiales no solo son inherentemente biodegradables sino que son también altamente reciclables (Tabla 10) (Pastor et al., 2005). Tabla 10. Grupo, características funcionales y ejemplos de componentes de formación para recubrimientos comestibles. Grupo Características que proporcionan a los Recubrimientos Comestibles Ejemplos de algunos componentes Hidrocoloides POLISACÁRIDOS Por lo general tienen buenas propiedades mecánicas y son buena barrera para los gases (O2 y CO2), tienen una relativa resistencia a la transmisión de vapor de agua, pueden adherirse a diversas superficies, son fuertes y claras Maltodextrinas, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, quitosan, pectina, alginato, gelana, almidón y mucilagos. Hidrocoloides PROTEÍNA Tienen buenas propiedades mecánicas y son buena barrera para los gases (O2 y CO2), pero no para la transmisión de vapor de agua, son susceptibles a los cambios de pH. Caseína, proteína aislada o concentrada de suero lácteo, gluten de trigo, zeína y proteína de soya, entre otras. ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 27 Tabla 10. Grupo, características funcionales y ejemplos de componentes de formación para recubrimientos comestibles. (Continuación) Grupo Características que proporcionan a los Recubrimientos Comestibles Ejemplos de algunos componentes LÍPIDOS Formadas por compuestos hidrofóbicos y no poliméricos. Tienen buenas propiedades de barrera a la humedad, pero con poca capacidad para formar RC, reducen la transpiración, deshidratación y pueden mejorar el brillo. Lecitina, cera de abeja, candelilla, carnauba, parafina, monoglicéridos acetilados, ácido esteárico, ácido oleico, ácido láurico o esteres de ácidos grasos, ácido palmítico capriónico o bohémico, etc. COMPUESTOS Formulaciones mixtas de hidrocoloides y lípidos que aprovechan las ventajas de cada grupo y disminuyen los incovenientes. En general los lípidos aportan resistencia al vapor de agua y los hidrocoloides, permeabilidad selectiva al O2 y CO2, la duración del RC y la buena cohesión estructural o integridad del mismo. Combinación de dos o más elementos de los arriba mencionados. Fuente: Pastor et al. (2005); Rinaudo (2008); Rojas-Grau et al. (2009); Varela y Fiszman (2011); Falguera et al. (2011), Adeodato et al. (2011). Los recubrimientos hechos a base de polisacáridos han sido los más utilizados para recubrir frutos, y esto es debido a sus propiedades mecánicas de adherencia y flexibilidad en la superficie de los productos hortofrutícolas. (Meza, 2006). Mucílagos Los mucílagos son polisacáridos heterogéneos, formados por diferentes azúcares y en general ácidos urónicos. Se caracterizan por formar disoluciones coloidales viscosas; geles en agua. Los mucílagos son constituyentes normales de las plantas y su uso en el recubrimiento de frutas cortadas no ha sido muy estudiado. De la planta de sábila se puede extraer un gel cristalino conocido como Aloe vera el cual está libre de aroma y sabor (Ni et al., 2004). ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 28 Serrano et al. (2006) emplearon un gel elaborado a partir de Aloe vera para el recubrimiento de uvas de mesa, observando una extensión de la vida útil de las frutas de hasta 35 días comparado con uvas sin recubrir. Además, dicho recubrimiento permitió retener la concentración de ácido ascórbico de las uvas. Por otra parte, Martínez-Romero et al. (2006) estudiaron el efecto de un recubrimiento comestible a base de Aloe vera aplicada en cerezas, obteniendo una disminución de los cambios en los diferentes parámetros responsables de la pérdida de calidad de la fruta, además de excelentes propiedades sensoriales en los recubrimientos. Otro mucílago recientemente empleado es el extraído de nopal. Este tipo de mucílago tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de agua, disolverse y dispersarse por sí mismo y formar soluciones viscosas (Domínguez-López, 1995). Del-Valle et al. (2005) desarrollaron un recubrimiento comestible a partir de mucílagos de cactus (O. ficus indica) con el fin de extender la vida útil de fresas este recubrimiento no afectó la calidad sensorial de las frutas recubiertas, manteniendo además su color y firmeza original durante el almacenamiento. El mucílago de nopal es un polímero lineal cuyo peso molecular oscila alrededor de 13x10 6 g/mol y que está compuesto por polisacáridos emparentados con las pectinas. Se sabe que su composición glucídica es aproximadamente de 47% de arabinosa, 23% de xylosa, 18% de galactosa, 7% de ramnosa y 5% de ácido galacturónico, respecto a su peso molecular (Restrepo y Aristizábal, 2010). La alta concentración de mucílago encontrado en algunas especies de nopal, la conformación polimérica y las propiedades reológicas de este compuesto, sugieren un potencial considerable de estas cactáceas como fuente de materia prima en la elaboración de RC o en la obtención de aditivos mejoradores de la textura de los alimentos (Restrepo y Aristizábal, 2010). Aditivos Los aditivos en los RC o PC son todas aquellos materiales que se pueden incorporar en la formulación de éstas, lo cuales van tener una influencia en las propiedades de barrera, ANTECEDENTES Ingeniería en Alimentos Página 29 mecánicas, de transporte, así como efectos en su funcionalidad protectora y sensorial (Tabla 11). Tabla 11. Aditivos utilizados en la formulación de recubrimientos y películas comestibles. Grupo Característica Principal Ejemplo de Aditivos PLASTIFICANTES Son compuestos orgánicos de bajo peso molecular que se adicionan a los polímeros para suavizarlos, afectan las propiedades mecánicas ya que actúan reduciendo la temperatura de transición vítrea, disminuyendo su cristalinidad, o su temperatura de fusión. Aumentan la facilidad de manejo, flexibilidad y extensibilidad del polímero, modifican
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