Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN APLICACIÓN DE EXTRACTO DE EPAZOTE PARA EL CONTROL DE HONGOS CAUSANTES DE ENFERMEDADES POSTCOSECHA EN PAPAYA, JITOMATE Y CHILE. T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: I N G E N I E R A E N A L I M E N T O S P R E S E N T A N : SAMANTHA CABRERA CALDERÓN ROCIO RIVERA REBOLLAR A S E S O R A S : DRA. MARÍA ANDREA TREJO MÁRQUEZ M. EN C. ALMA ADELA LIRA VARGAS M. EN C. SELENE PASCUAL BUSTAMANTE CUAUTITLÁN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO, 2015. 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. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES Vm VER",DAD }:!AqOIVJ. AV'JO,II°MA D[ M[)(Ic,o M. en C. JORGE ALFREDO CUÉLLAR ORDAZ DIRECTOR DE LA FES CUAUTITLAN PRESENTE Con base en el ' Reglamento General de Exámenes, y la Dirección .. de la Facultad, nos permitimos comunicar a usted 'que' revisamos el: Trabajo de Tesis Aplicación de extracto de epazote para el control de hongos causantes de enfermedades postcosecha en papaya, jitomate y chile. Que presenta la pasante: Samantha Cabrera Calderón Con número de cuenta: 308162064 para obtener el Titulo de la carrera: Ingeniería en Alimentos Considerando que dicho trabajo reúne los requ isitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. . .. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARÁ EL EspíRITU" Cuautitlán Izcalli , Méx. a 05 de Agosto de 2015. PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO NOMBRE PRESIDENTE l.A. Miriam Álvarez Velasco VOCAL M. en C. María Guadalupe Amaya León SECRETARIO Dra. María i\ndrea Treja Márquez ter. SUPLENTE .M. en C. Julieta Ganzález Sánchez 2do. SUPLENTE M .·en C. Araceli Ulloa Saavedra NOTA: Jos sinodales suplentes están obligados a presenta rse el día y hora del Exa men Profesiona l (art. 127). IHM/mmgm · FIRMA FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES V;u VER'" DAD .NAc:)OMAl. AV'JOM'MA DE M[l(Ic:,o M. en C. JORGE ALFREDO CUÉLLAR ORDAZ DIRECTOR DE LA FES CUAUTITLAN PRESENTE U.K: .. .1\. ~ fACULTAD ¡Jo =:,¡':.f.lO!I ASU T f~ÓTb~~~'1j ATORIO , ~~~;':::j ~ ~\~l:.~ .. / J, '-:;;\ ;.1 ~:;: . í ..t~~.~·"~I~ \...; .. ·l<!· ......... ~ :J;.;-. ATN:M. EN A. ISMA HliRNWNÓ'ÉZ MAURICIO Jefe de! Departam Oto d '!Eij¡Iá'ti{IlH~ Profesionales . • ) lV¡';E6 ffi9f~:~I<l~ 'Cuau·titlán . Con base en el Reg lamento General de Exámenes, y la Dirección de la Facultad , nos permitimos comunicar a usted que revisamos el: Trabajo de Tesis Aplicación de extracto de epazote para el contro~ de hongos causantes de enfermedades postcosecha en papaya, jito mate y chile. Que presenta la pasante: Rocio Rivera Rebollar Con número de cuenta: 411015529 para obtener el Titulo de la carrera: Ingeniería en Alimentos Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente; otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. A TENT AMENT€ . "POR MI RAZA HABLARÁ EL EspíRITU" Cúautitlán Izcalli,'Méx. a D5 de Agosto de 2015. PROFESORES QUE INTEGRAN EL J URADO NOMBRE PRESIDENTE I.A. Miriam Álvarez Velasco VOCAL M. en C. María Guadalupe Amaya León SECRETARIO Dra. María Andrea Treja Márguez ler. SUPLENTE M. en C. Julieta González Sánchez ido. SUPLENTE M. en C. Araceli UlIoa Saavedra NOTA: los sinodales suplentes está n obligado s a presenta rse el día y hora del Examen Profes ional (art. 127). IHM/mmgm· FIRMA El presente trabajo fue financiado por el proyecto PAPIIT (IT201513): Desarrollo de envases activos para frutas y hortalizas frescas y mínimamente procesadas. A mis padres, Irma y Alberto A mi hermana, Leticia Compartimos emociones, sueños y esperanza Con amor, Samantha A mis padres, María y Santiago A mi hermano, Raúl A mis sobrinos José Raúl y Raúl Alexandro A mis tíos, Catalina y Rogelio A mis primos, Claudia y Rogelio Con amor y cariño para ustedes, Rocio AGRADECIMIENTOS Durante este tiempo, buenos y malos momentos ayudaron a fortalecer nuestro carácter, nos brindaron una perspectiva de la vida mucho más amplia y nos han enseñado a ser más cautelosas, pero sin dejar de ser auténticas. Al finalizar ahora nuestros estudios de Licenciatura, existe un grupo de personas a las que no podemos dejar de reconocer debido a que durante todo este tiempo estuvieron presentes de una u otra forma, evitando que nos perdiéramos en el proceso y que saliéramos airosas de esta experiencia. Quiero agradecer a: A Shifu, Li Hongzhi, por otorgarme la fortaleza necesaria para enfrentar cualquier eventualidad, por instruirme en valiosas y maravillosas lecciones a través de esta senda, por mostrarme el camino de regreso a casa. “真善忍好,法輪大法好。” A mi mamá, Irma, por todo el tiempo de tu vida que has invertido en mí, porque siempre me he sentido amada y protegida en tu regazo; eres la mujer más valiente que ha estado a mi lado y cuyos consejos han sido un faro de luz en mi camino. Gracias por escuchar mis ideas, por ser paciente conmigo, por confiar en mí, por ser parte de mi esencia. Sólo reconozco bondad en ti, mamá, soy feliz de compartir mi vida contigo. A mi papá, Alberto, por todos los esfuerzos que has hecho para apoyarme, porque me has amado y has cuidado de mí en todo momento; eres un hombre cuyos conocimientos me han guiado. Gracias por relatarme tus experiencias y por ser un pilar invaluable que me sostiene. Valoro tu empeño y el coraje con el que emprendes tus proyectos, papá, aprender de ti me vuelve fuerte, me hace feliz. A mi hermana, Leticia, por brindarme tu ayuda incondicional, por tentar terrenos y abrir caminos para mí, porque juntas hemos compartido amor, alegría, tristeza, enojo, temor, aventuras, tiempo y espacio. Eres una chica extremadamente inteligente y capaz; eres mi cómplice favorita. Admiro tus logros, tu determinación, tu consideración, tu lealtad y tus principios, Lety, porque fuiste, eres y serás siempre mi mejor amiga. A mis abuelas, por ser valientes guerreras y mujeres ejemplares para mí. A mi abuelita Rita, le agradezco por enseñarme a soñar, a escuchar y a esperar, aunque ya no estamos juntas, la recuerdo con una sonrisa. A mi abuelita Cele, la mujer más fuerte que he conocido, le agradezco por alegrarme, por mostrarme el valor de la humildad, por regalarme el más ferviente saludo que he recibido, me enorgullecen los frutos de su arduo trabajo. A todos los miembros de mi familia que han compartido conmigo experiencias enriquecedoras y momentos inolvidables que forman parte de lo que soy. Gracias a mi tía Geno y a mi tío Lino por su ayuda en los momentos difíciles; gracias a mi tía Lulú y a mi tío Nacho, porque siempre me he sentido querida y apoyada por ustedes. A Rocio, mi compañera de tesis, mi gran amiga y confidente en esta etapa académica por concluir, porque emprendimos esta travesía con altas expectativas y mucho entusiasmo, porque enfrentamos tempestades que nos hicieroncrecer juntas; porque contigo aprendí a trabajar en equipo, gracias, Chío. Samantha Quiero agradecer a: A Dios, por darme la oportunidad de terminar este proyecto de manera satisfactoria. A mi Mamá, María, gracias por ayudarme, por animarme y empujarme a la felicidad que he alcanzado. Sin ti nada hubiera sido posible, gracias por estar conmigo en las buenas, en las malas y en las peores. Gracias, Mamá, por regalarme la vida, por permitirme conocer este mundo, por darme fuerzas para ser cada día mejor. Gracias por entregarme tu amor incondicional, por esos abrazos que me reconfortan y me hacen sentir que eres lo mejor que Dios puso en mi vida. Gracias por ser el mejor ejemplo de mujer que puedo tener. Todo lo que tengo no hubiera sido posible sin ti. A mi Papá, Santiago, mi superhéroe, mi fortaleza; tú has sido sin duda uno de los principales precursores de este logro, eres un padre maravilloso que siempre me has dado todo, tu cariño, tu amor, tu respeto, tu sabiduría, tu apoyo, tu vida, tus desvelos, el abrazo cálido y sincero en cada acierto en la escuela. Gracias por ser mi amigo, el que me escucha y me aconseja, gracias por tu sonrisa y tu mirada tierna que me alienta a seguir en esta vida. Gracias por enseñarme la responsabilidad que es la vida y por dejarme caminar sola, paso a paso. Me has regalado miles de cosas. Pero lo más importante, me has dado un espacio en tu corazón. Por todo esto y muchas cosas más, este logro también es tuyo. A mi hermano, Raúl, gracias por escucharme y cuidarme, porque a pesar de la edad que tenga, para ti sigo siendo tu hermanita. Gracias a que estás, tengo la responsabilidad de ser mejor, para no defraudarte. A mis abuelitos, Jesús y Francisca, porque con ustedes compartí una de las mejores etapas de mi vida, y porque gracias a ustedes soy lo que soy. Abuelito, me enseñaste a creer en mí y a ser feliz a pesar de las circunstancias. Sé que no estás conmigo, pero yo siempre los llevaré en el corazón. A mis abuelitos, Eufrasia y Patricio, porque gracias a ustedes tengo un padre ejemplar, que siempre se ha esforzado por verme feliz. A mis tíos, Rogelio y Catalina. Gracias, porque nunca dudaron de mi capacidad y siempre me incentivaron a seguir adelante. Gracias por el cariño, amor y por el espacio que me bridaron en su hogar. Gracias, tío, por sus consejos y por su forma tan especial de hacerme sentir bien; gracias, tía, por su fortaleza en los momentos más difíciles, por ser una amiga para mí, sin saberlo, me ha enseñado mucho. A mis primos, Rogelio y Claudia, que sin pedir nada a cambio siempre han estado conmigo en las buenas y en las malas. Clau, porque en ti encontré una hermana, te agradezco tu apoyo. A mi primo, Francisco, porque desde el inicio de esta etapa me apoyaste, siempre creíste en mí. Gracias por tus consejos brindados y sobre todo, gracias por ser la excelente persona que eres conmigo. A Samantha por ser mi compañera de tesis y ante todo mi amiga. Porque emprendiste conmigo este proyecto con una sonrisa, porque me has escuchado todo este tiempo. Gracias por tus consejos y tu humildad. Y claro, cómo no agradecer a tu familia, que gracias a ellos tengo una excelente amiga. Rocio Queremos agradecer a: A la Universidad Nacional Autónoma de México, la cual llevaremos siempre en el corazón, ya que abrió sus puertas del conocimiento para nosotras. A la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Campo 1, que nos formó como Ingenieras en Alimentos. Al Centro de Asimilación Tecnológica de la UNAM, por las instalaciones brindadas para la realización de este proyecto. Un trabajo de investigación es siempre fruto de ideas, proyectos y esfuerzos previos que corresponden a otras personas. En éste, nuestros más sinceros agradecimientos a nuestras asesoras, porque nos guiaron durante todo el trayecto; su experiencia, su ayuda y sus consejos fueron determinantes: Dra. Andrea Trejo Márquez, M. en C. Alma Adela Lira Vargas y M. en C. Selene Pascual Bustamante. A nuestros sinodales: I.A. Miriam Álvarez Velazco, M. en C. María Guadalupe Amaya León, M en C. Julieta Gonzáles Sánchez y M. en C. Araceli Ulloa Saavedra, por la revisión cuidadosa que han realizado de este proyecto. Sin embargo, un trabajo de investigación es también fruto del reconocimiento y del apoyo vital que nos ofrecen las personas que nos estiman, sin el cual no tendríamos la fuerza y energía que nos anima a crecer como personas y como profesionales. Gracias a Carlos, Adriana, Maira Alejandra, Diana Estela, Mayra, Brenda y Rosa, nuestros amigos que siempre nos han prestado un gran apoyo moral y humano, necesario en los momentos difíciles de este trabajo y durante esta etapa de nuestras vidas. A Yatzri, Erika, Jesús y Walter, compañeros del Taller Multidisciplinario de Procesos Tecnológicos de Frutas y Hortalizas, así como Yadir, Cori, Saddam, Andrea y Gaby, compañeros del laboratorio de Postcosecha, por su apoyo personal y por las experiencias vividas a su lado, y especialmente a Rosa, por su apoyo y amistad durante nuestra experimentación. Finalmente, agradecemos a quien lee este apartado y más de nuestra tesis, por permitir a nuestras experiencias, investigaciones y conocimiento, incurrir dentro de su repertorio de información. A todos, muchas gracias, ya que todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos. Samantha y Rocio Índice I Ingeniería en Alimentos ÍNDICE GENERAL Página ÍNDICE DE TABLAS VI ÍNDICE DE FIGURAS IX ABREVIATURAS XVII RESUMEN 2 1. INTRODUCCIÓN 4 2. ANTECEDENTES 7 2.1 Importancia de frutas y hortalizas 7 2.1.1 Papaya 8 2.1.1.1 Taxonomía, morfología y variedades 8 2.1.1.2 Importancia económica 10 2.1.1.3 Composición química y valor nutrimental 12 2.1.1.4 Enfermedades 13 2.1.2 Jitomate 15 2.1.2.1 Morfología, taxonomía y variedades 15 2.1.2.2 Importancia económica 18 2.1.2.3 Composición química y valor nutrimental 20 2.1.2.4 Enfermedades 22 2.1.3 Chile 23 2.1.3.1 Morfología, taxonomía y variedades 23 2.1.3.2 Importancia económica 27 2.1.3.3 Composición química y valor nutrimental 29 2.1.3.4 Enfermedades 30 2.2 Pérdidas postcosecha 32 2.2.1 Principales hongos postcosecha 33 2.2.1.1 Colletotrichum gloeosporioides 33 2.2.1.2 Alternaria alternata 35 2.2.1.3 Botrytis cinerea 37 Índice II Ingeniería en Alimentos 2.2.1.4 Fusarium oxysporum 39 2.3 Tecnología postcosecha para conservación de frutos 42 2.4 Recubrimientos comestibles 43 2.4.1 Definición y propiedades 43 2.4.2 Composición y aplicación 44 2.5 Extractos vegetales 46 2.5.1 Definición y métodos de extracción 46 2.5.2 Plantas utilizadas para extractos 47 3. OBJETIVOS 52 4. MATERIALES Y MÉTODOS 54 4.1 Cuadro metodológico 54 4.2 Materiales biológicos 55 4.3 Obtención del extracto vegetal 55 4.4 Rendimiento volumétrico y cuantificación de fenoles totales de los extractos de epazote 57 4.5 Evaluación de las propiedades antifúngicas de extractos de epazote 58 4.5.1 Crecimiento de los hongos B. cinerea, C. gloeosporioides, A. alternata y F. oxysporum 58 4.5.2 Pruebas in vitro de extractos etanólicos de epazote para evaluar su capacidad antifúngica 58 4.6 Elaboración y caracterización de las películas comestibles modelos 60 4.6.1 Propiedades físicas de las películas. 61 4.6.1.1 Determinación de color 61 4.6.1.2 Determinación de espesor 62 4.6.1.3 Determinación de transparencia 62 4.6.2 Propiedad de barrera de películas comestibles modelo 63 4.6.2.1 Determinación de permeabilidad al vapor de agua 63 4.7 Pruebas in vitro con extracto etanólico de epazote en la película comestible 65 4.8 Pruebas in vivo en productos vegetales con recubrimiento comestible 65 4.8.1 Preparación del inóculo 65 4.8.2 Inoculación y recubrimiento de papaya, jitomate y chile con los hongos en estudio correspondientes67 4.8.2.1 Parámetros de calidad de los frutos en estudio 71 4.8.2.1.1 Determinación de color 71 Índice III Ingeniería en Alimentos 4.8.2.1.2 Determinación de firmeza 71 4.8.2.1.3 Determinación de pérdida de peso 72 4.8.2.2 Parámetros fisicoquímicos de los frutos en estudio 72 4.8.2.2.1 Determinación de Sólidos Solubles Totales 72 4.8.2.2.2 Determinación de Acidez Titulable Total 73 4.8.2.2.3 Determinación de pH 73 4.8.2.3 Parámetro fisiológico de los frutos en estudio 74 4.8.2.3.1 Determinación de tasa de respiración 74 4.8.2.4 Parámetros relacionados con los síntomas de la enfermedad 75 4.8.2.4.1 Determinación de Incidencia de la enfermedad 75 4.8.2.4.2 Determinación de Severidad de la enfermedad 75 4.9 Análisis estadístico 76 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 78 5.1 Rendimiento de extracto etanólico 78 5.2 Cuantificación de fenoles totales 79 5.3 Capacidad antifúngica de extractos etanólicos de epazote 81 5.3.1 Pruebas in vitro de capacidad antifúngica en Fusarium oxysporum 81 5.3.2 Pruebas in vitro de capacidad antifúngica en Colletotrichum gloeosporioides 84 5.3.3 Pruebas in vitro de capacidad antifúngica en Botrytis cinerea 86 5.3.4 Pruebas in vitro de capacidad antifúngica en Alternaria alternata 88 5.4 Caracterización de películas comestibles modelo 91 5.4.1 Propiedades físicas 91 5.4.1.1 Color 91 5.4.1.2 Espesor 95 5.4.1.3 Transparencia 97 5.4.2 Propiedad de barrera 98 5.4.2.1 Permeabilidad al vapor de agua 98 5.5 Capacidad antifúngica de extractos etanólicos de epazote en el recubrimiento comestible 100 5.6 Pruebas in vivo en papaya ‘Maradol’, con la aplicación del recubrimiento a base de CMC adicionado con extracto etanólico de epazote maduro 104 5.6.1 Parámetros de calidad 104 Índice IV Ingeniería en Alimentos 5.6.1.1 Color 104 5.6.1.2 Firmeza 107 5.6.1.3 Pérdida de peso 108 5.6.2 Parámetros fisicoquímicos 109 5.6.2.1 Sólidos Solubles Totales 109 5.6.2.2 pH 110 5.6.2.3 Acidez Titulable Total 111 5.6.3 Parámetro fisiológico 112 5.6.3.1 Respiración 112 5.6.4 Parámetros relacionados con los síntomas de la enfermedad 113 5.6.4.1 Incidencia de la enfermedad 113 5.6.4.2 Severidad de la enfermedad 114 5.7 Pruebas in vivo en jitomate ‘Saladette’, con la aplicación del recubrimiento a base de CMC adicionado con extracto etanólico de epazote maduro 117 5.7.1 Parámetros de calidad 117 5.7.1.1 Color 117 5.7.1.2 Firmeza 120 5.7.1.3 Pérdida de peso 121 5.7.2 Parámetros fisicoquímicos 122 5.7.2.1 Sólidos Solubles Totales 122 5.7.2.2 pH 123 5.7.2.3 Acidez Titulable Total 124 5.7.3 Parámetro fisiológico 125 5.7.3.1 Respiración 125 5.7.4 Parámetros relacionados con los síntomas de la enfermedad 126 5.7.4.1 Incidencia de la enfermedad 126 5.7.4.2 Severidad de la enfermedad 127 5.8 Pruebas in vivo en chile ‘Jalapeño’, con la aplicación del recubrimiento a base de CMC adicionado con extracto etanólico de epazote maduro 130 5.8.1 Parámetros de calidad 130 5.8.1.1 Color 130 5.8.1.2 Firmeza 133 5.8.1.3 Pérdida de peso 134 5.8.2 Parámetros fisicoquímicos 135 Índice V Ingeniería en Alimentos 5.8.2.1 Sólidos Solubles Totales 135 5.8.2.2 pH 136 5.8.2.3 Acidez Titulable Total 137 5.8.3 Parámetro fisiológico 138 5.8.3.1 Respiración 138 5.8.4 Parámetros relacionados con los síntomas de la enfermedad 140 5.8.4.1 Incidencia de la enfermedad 140 5.8.4.2 Severidad de la enfermedad 141 6. CONCLUSIONES 146 7. RECOMENDACIONES 148 8. REFERENCIAS 151 Índice VI Ingeniería en Alimentos ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1. Clasificación taxonómica de la papaya. 8 Tabla 2. Morfología del papayo. 9 Tabla 3. Variedades de papaya de importancia en México. 10 Tabla 4. Composición química de la papaya fresca. 13 Tabla 5. Principales enfermedades postcosecha en el cultivo de la papaya. 14 Tabla 6. Clasificación taxonómica del tomate rojo. 15 Tabla 7. Morfología del tomate. 16 Tabla 8. Variedades de tomate de importancia en México. 18 Tabla 9. Composición química del tomate fresco. 21 Tabla 10. Principales enfermedades postcosecha en el cultivo del tomate. 22 Tabla 11. Clasificación taxonómica del chile verde. 24 Tabla 12. Morfología de la planta del chile. 24 Tabla 13. Variedades de chiles frescos y secos de importancia en México. 25 Tabla 14. Composición química del chile fresco. 30 Tabla 15. Principales enfermedades postcosecha en el cultivo del chile. 31 Tabla 16. Principales causas de las pérdidas postcosecha en frutas y hortalizas. 32 Tabla 17. Clasificación taxonómica de Colletotrichum gloeosporoides. 33 Tabla 18. Clasificación taxonómica de Alternaria alternata. 35 Tabla 19. Clasificación taxonómica de Botrytis cinerea. 37 Tabla 20. Clasificación taxonómica de Fusarium oxysporum. 39 Tabla 21. Principales tratamientos postcosecha aplicados en papaya, jitomate y chile. 42 Índice VII Ingeniería en Alimentos Tabla 22. Propiedades de los recubrimientos comestibles. 44 Tabla 23. Materiales empleados en recubrimientos comestibles. 45 Tabla 24. Aditivos empleados en recubrimientos comestibles. 45 Tabla 25. Métodos de extracción. 47 Tabla 26. Productos vegetales utilizados para la obtención de extractos. 48 Tabla 27. Capacidad antifúngica de algunos extractos vegetales. 49 Tabla 28. Hoja de especificaciones del epazote. 55 Tabla 29. Formulación de películas comestibles empleadas. 60 Tabla 30. Volumen y concentración de los inóculos. 67 Tabla 31. Escala de índice de decaimiento. 76 Tabla 32. Seguimiento fotográfico de la inhibición del crecimiento del hongo F. oxysporum por la actividad de los extractos etanólicos de epazote inmaduro y maduro a las distintas concentraciones estudiadas. 84 Tabla 33. Seguimiento fotográfico de la inhibición del crecimiento del hongo C. gloeosporioides por la actividad de los extractos etanólicos de epazote inmaduro y maduro a las distintas concentraciones estudiadas. 86 Tabla 34. Seguimiento fotográfico de la inhibición del crecimiento del hongo B. cinerea por la actividad de los extractos etanólicos de epazote inmaduro y maduro a las distintas concentraciones estudiadas. 88 Tabla 35. Seguimiento fotográfico de la inhibición del crecimiento del hongo A. alternata por la actividad de los extractos etanólicos de epazote inmaduro y maduro a las distintas concentraciones estudiadas. 90 Tabla 36. Seguimiento fotográfico de la inhibición del crecimiento de los hongos B. cinerea, A. alternata, F. oxysporum y C. gloeosporioides, por la actividad del recubrimiento comestible a base de CMC y extracto etanólico de epazote maduro a las distintas concentraciones estudiadas. 103 Índice VIII Ingeniería en Alimentos Tabla 37. Seguimiento fotográfico de los cambios de la apariencia visual en papaya ‘Maradol’ sin recubrir y recubiertos con CMC y extracto etanólico de epazote e inoculados con C. gloeosporioides y F. oxysporum. 116 Tabla 38. Seguimiento fotográfico de los cambios de la apariencia visual en jitomates ‘Saladette’ sin recubrir y recubiertos con CMC y extracto etanólico de epazote e inoculados con B. cinerea y F. oxysporum. 129 Tabla 39. Seguimiento fotográfico de los cambios de la apariencia visual en chile ‘Jalapeño’ sin recubrir y recubiertos con CMC y extracto etanólico de epazote e inoculados con A. alternata y F. oxysporum. 143 Índice IX Ingeniería en Alimentos ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1. Porcentaje de participación mexicana en las exportaciones mundiales de las principales frutas y hortalizas producidas en México. 7 Figura 2. Papayo. 8 Figura 3. Porcentaje del valor de la producción de papaya en México por entidad federativa. 11 Figura 4. Volumen de la producción (2000-2013) de papaya en México en miles de toneladas. 11 Figura 5. Evolución del comercio exteriorde papaya en México en millones de dólares. 12 Figura 6. Jitomate. 15 Figura 7. Porcentaje del valor de la producción de jitomate en México por entidad federativa. 19 Figura 8. Volumen de la producción (2000-2013) de jitomate en México en miles de toneladas. 19 Figura 9. Evolución del comercio exterior de jitomate en México en millones de dólares. 20 Figura 10. Chile verde. 23 Figura 11. Porcentaje del valor de la producción de chile verde en México por entidad federativa. 27 Figura 12. Volumen de la producción (2000-2013) de chile verde en México en miles de toneladas. 28 Figura 13. Evolución del comercio exterior de chile verde en México en millones de dólares. 29 Índice X Ingeniería en Alimentos Figura 14. Morfología de Colletotrichum gloeosporioides. a) Vista macroscópica y b) Vista microscópica. 34 Figura 15. Morfología de Alternaria alternata. a) Vista macroscópica y b) Vista microscópica. 36 Figura 16. Morfología de Botrytis cinerea. a) Vista macroscópica y b) Vista microscópica. 38 Figura 17. Morfología de Fusarium oxysporum. a) Vista macroscópica y b) Vista microscópica. 40 Figura 18. Cuadro metodológico. 54 Figura 19. Frutos en estudio. a) Papaya ‘Maradol’, b) Jitomate ‘Saladette’ y c) Chile ‘Jalapeño’. 55 Figura 20. Epazote (Chenopodium ambrosioides). 55 Figura 21. Diagrama de proceso para la obtención de los extractos de epazote. 56 Figura 22. Determinación de fenoles totales. 58 Figura 23. Cepas de hongos en estudio: a) B. cinerea, b) C. gloeosporioides, c) F. oxysporum y d) A. alternata. 58 Figura 24. Diagrama para la inoculación in vitro de los hongos en estudio. 59 Figura 25. Elaboración de películas comestibles modelo adicionadas con extractos etanólicos de epazote. 60 Figura 26. Medición de color de películas comestibles modelo. 61 Figura 27. Medición de espesor de películas comestibles modelo. 62 Figura 28. Medición de transparencia de películas comestibles modelo. 63 Figura 29. Evaluación de permeabilidad al vapor de agua de películas comestibles modelo. 64 Figura 30. Procedimiento de la preparación del inóculo. 66 Índice XI Ingeniería en Alimentos Figura 31. Metodología del conteo de esporas. 66 Figura 32. Metodología empleada para la aplicación del recubrimiento comestible en papaya ‘Maradol’ inoculada. 68 Figura 33. Metodología empleada para la aplicación del recubrimiento comestible en jitomate ‘Saladette’ inoculado. 69 Figura 34. Metodología empleada para la aplicación del recubrimiento comestible en chile ‘Jalapeño’ inoculado. 70 Figura 35. Determinación de color en: a) papaya, b) jitomate y c) chile. 71 Figura 36. Determinación de firmeza en: a) papaya, b) jitomate y c) chile. 71 Figura 37. Determinación de pérdida de peso en: a) papaya, b) jitomate y c) chile. 72 Figura 38. Refractómetro digital ATAGO. 72 Figura 39. Determinación de acidez titulable de los frutos en estudio. 73 Figura 40. Potenciómetro digital HANNA. 74 Figura 41. Medición de la tasa de respiración de los frutos en estudio. 75 Figura 42. Rendimiento de extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 78 Figura 43. Cantidad de fenoles totales de los extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 80 Figura 44. Resultados de pruebas in vitro contra F. oxysporum a tres diferentes concentraciones de extracto (1000, 2000, 3000 ppm). Porcentaje de inhibición de los extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 82 Figura 45. Resultados de pruebas in vitro contra C. gloeosporioides a tres diferentes concentraciones de extracto (1000, 2000, 3000 ppm). Porcentaje de inhibición de los extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 85 Figura 46. Resultados de pruebas in vitro contra B. cinerea a tres diferentes concentraciones de extracto (1000, 2000, 3000 ppm). Porcentaje de inhibición de los extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 87 Índice XII Ingeniería en Alimentos Figura 47. Resultados de pruebas in vitro contra A. alternata a tres diferentes concentraciones de extracto (1000, 2000, 3000 ppm). Porcentaje de inhibición de los extractos etanólicos de epazote a) inmaduro y b) maduro. 89 Figura 48. Luminosidad de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 92 Figura 49. Croma de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 93 Figura 50. Tono (ºHue) de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 95 Figura 51. Espesor de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 96 Figura 52. Transparencia de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 97 Figura 53. Permeabilidad al vapor de agua de las distintas películas modelo con matriz de CMC en concentraciones de 0.25, 0.5 y 0.75% adicionadas con extractos etanólicos de hoja de epazote a) inmaduro y b) maduro. 99 Figura 54. Porcentaje de inhibición in vitro del recubrimiento comestible a base de CMC al 0.5%, sobre a) B. cinerea, b) A. alternata c) F. oxysporum y d) C. gloeosporioides a dos diferentes concentraciones de extracto etanólico de epazote maduro (2000 y 3000 ppm). 101 Figura 55. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la luminosidad de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 104 Índice XIII Ingeniería en Alimentos Figura 56. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el croma de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 105 Figura 57. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el tono (°Hue) de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 106 Figura 58. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la firmeza de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 107 Figura 59. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la pérdida de peso de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 109 Figura 60. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el contenido de Sólidos Solubles Totales (°Brix) de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 110 Figura 61. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el pH de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 111 Figura 62. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de acidez de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 112 Figura 63. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la respiración de papaya ‘Maradol’. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 113 Figura 64. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de incidencia de la enfermedad de papaya ‘Maradol’ inoculada con C. gloeosporioides y F.oxysporum. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 114 Índice XIV Ingeniería en Alimentos Figura 65. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de severidad de la enfermedad de papaya ‘Maradol’ inoculada con C. gloeosporioides y F. oxysporum. RE=papayas con recubrimiento y CO=papayas sin recubrimiento. 115 Figura 66. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la luminosidad de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 117 Figura 67. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el croma de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 118 Figura 68. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el tono (°Hue) de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 119 Figura 69. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la firmeza de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 120 Figura 70. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la pérdida de peso de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 121 Figura 71. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el contenido de Sólidos Solubles Totales (°Brix) de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 122 Figura 72. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el pH de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 124 Figura 73. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de acidez de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 124 Índice XV Ingeniería en Alimentos Figura 74. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la respiración de jitomate ‘Saladette’. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 126 Figura 75. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de incidencia de la enfermedad de jitomate ‘Saladette’ inoculado con B. cinerea y F. oxysporum. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 127 Figura 76. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de severidad de la enfermedad de jitomate ‘Saladette’ inoculado con B. cinerea y F. oxysporum. RE=jitomates con recubrimiento y CO=jitomates sin recubrimiento. 128 Figura 77. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la luminosidad de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 130 Figura 78. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el croma de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 131 Figura 79. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el tono (°Hue) de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 132 Figura 80. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la firmeza de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 134 Figura 81. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la pérdida de peso de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 135 Figura 82. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el contenido de Sólidos Solubles Totales (°Brix) de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 136 Índice XVI Ingeniería en Alimentos Figura 83. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el pH de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 137 Figura 84. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de acidez de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 138 Figura 85. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en la respiración de chile ‘Jalapeño’. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 139 Figura 86. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de incidencia de la enfermedad de chile ‘Jalapeño’ inoculado con A. alternata y F. oxysporum. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 140 Figura 87. Efecto del recubrimiento comestible a base de CMC adicionado con extracto de epazote en el porcentaje de severidad de la enfermedad de chile ‘Jalapeño’ inoculado con A. alternata y F. oxysporum. RE=chiles con recubrimiento y CO=chiles sin recubrimiento. 141 Índice XVI I Ingeniería en Alimentos ABREVIATURAS ATT: Acidez Titulable Total CMC: carboximetilcelulosa FD: factor de dilución HPMC: hidroxipropilmetilcelulosa N: Newton nm: nanómetros Pa: Pascales PC: películas comestibles PDA: agar papa y dextrosa ppm: partes por millón PVA: Permeabilidad al vapor de agua RC: recubrimiento comestible SST: Sólidos Solubles Totales UVC: ultravioleta Resumen 2 Ingeniería en Alimentos Resumen RESUMEN Las plantas nativas de México contienen compuestos bioactivos que ancestralmente se han utilizado por sus propiedades medicinales; en la actualidad, se ha comprobado que estas plantas poseen propiedades antifúngicas que pueden ser empleadas en el control de agentes postcosecha que afectan a cultivos de interés económico como papaya, jitomate y chile. En este trabajo se evaluó el efecto de extractos etanólicos de hojas secas de epazote (Chenopodium ambrosioides) en estado maduro e inmaduro sobre la inhibición del crecimiento micelial in vitro de Fusarium oxysporum, Colletotrichum gloeosporioides, Botrytis cinerea y Alternaria alternata, por el método de difusión en agar. Las concentraciones de extracto evaluadas fueron 1000, 2000 y 3000 ppm cuantificadas por el contenido de fenoles empleando el método de Folin-Ciocalteu. Por otra parte, la caracterización de las películas modelo se realizó con base de propiedades físicas, tales como: color, espesor y transparencia, así como propiedades de barrera como la permeabilidad al vapor de agua. Además se evaluó el efecto antifúngico del envase activo en concentraciones de 2000 y 3000 ppm. Posteriormente, lotes de papaya ‘Maradol’, jitomate ‘Saladette’ y chile ‘Jalapeño’ fueron seleccionados, lavados, desinfectados y sumergidos en una solución de 0.5% de Carboximetilcelulosa (CMC), 0.5% de Tween 80, 1% de glicerol y adicionada con extracto etanólico de epazote maduro a 3000 ppm, a una temperatura de 25°C y un tiempo de inmersión de 4 minutos. Los frutos se almacenaron a una temperatura de 10 a 14°C, durante 20 (papaya) y 25 (jitomate y chile) días. Finalmente se determinaron parámetros de calidad (color, firmeza y pérdida de peso), fisicoquímicos (pH, acidez y sólidos solubles), fisiológicos (tasa de respiración) y la presencia de la enfermedad (incidencia y severidad de la enfermedad). Las pruebas in vitro mostraron que el extracto etanólicode epazote maduro a 3000 ppm presentó 100% de inhibición en el crecimiento micelial de los hongos en estudio. Mientras que para la caracterización de las diferentes películas, la mejor concentración fue 0.5% CMC, ya que presentó valores intermedios de color, espesor, transparencia y permeabilidad al vapor de agua. En las pruebas in vitro de los envases activos con extracto etanólico de epazote maduro, la concentración de 3000 ppm presentó 100% de inhibición de crecimiento micelial de los hongos en estudio, al final del tiempo de incubación (10 días). Finalmente, la aplicación del recubrimiento a base de CMC (0.5%) adicionado con extracto etanólico de epazote maduro en los frutos, controló la tasa de respiración, así como la incidencia y severidad de la enfermedad, sin embargo no presentó efecto sobre los parámetros de calidad y fisicoquímicos, mostrando que el extracto tiene una posible aplicación en el control de enfermedades postcosecha. Introducción 4 Ingeniería en Alimentos Introducción 1. INTRODUCCIÓN Las frutas y hortalizas representan uno de los subsectores más dinámicos en términos de crecimiento en su producción y en la generación de divisas. Sin embargo son productos perecederos, susceptibles al ataque de microorganismos antes o después de la cosecha y durante su almacenamiento. Se estima que en países desarrollados, entre 5-25% del total de frutas frescas y vegetales cosechados se pierden debido a varios factores. Sin embargo, en países en vías de desarrollo, como es el caso de México, este porcentaje puede alcanzar hasta un 80% (Sharma et al., 2009). De las principales razones que generan estas pérdidas está la incidencia de enfermedades causadas principalmente por hongos de diversos géneros. Los géneros Alternaria, Botrytis, Colletotrichum y Fusarium, son conocidos como algunos de los principales causantes de las alteraciones más frecuentes en frutas y hortalizas, especialmente las referidas al aspecto físico, valor nutricional, características organolépticas y dificultad de conservación, así como de las alergias e intoxicaciones en los consumidores, debido a que producen estructuras especializadas que se depositan sobre el producto, penetran, invaden y eventualmente colonizan masivamente el tejido para causar daño y posteriormente segregar sustancias, como consecuencia de su metabolismo secundario (Trigos et al., 2008). Para reducir estas pérdidas, es necesario entender los factores biológicos y medioambientales relacionados con su deterioro y el uso de tecnologías postcosecha que retrasen la senescencia y mantengan la calidad del producto lo mejor posible (Sharma et al., 2009). Una alternativa con potencial viable para la conservación de frutas y vegetales frescos es la utilización de recubrimientos comestibles multicomponentes, los cuales pueden elaborarse con ingredientes básicos adecuados al producto para brindarle la protección de barrera deseada y además, sirven como vehículos para incorporar aditivos específicos (Cagri et al., 2004; Martin-Belloso et al., 2005). Es por eso que la aplicación de recubrimientos se presenta como un método exitoso para la conservación de frutos y hortalizas, debido a que ayudan a extender la vida útil de los productos puesto que crean una barrera selectiva a la transmisión de gases, vapor de agua y otros solutos, previniendo así la deshidratación y retardando la maduración. Además, los recubrimientos mejoran la calidad y apariencia de los frutos y sirven como vehículo para sustancias de interés, como vitaminas, antioxidantes y compuestos con actividad antimicrobiana (Barrera et al., 2012). 5 Ingeniería en Alimentos Introducción Algunas plantas que se han estudiado son el orégano, canela, sangre de drago, damiana, hoja sen, eucalipto y epazote. El epazote destaca por ser una planta que se utiliza como condimento o para tratar diversos dolores estomacales, cólicos y parásitos intestinales, por lo que a lo largo de la historia ha tenido una gran importancia antropogénica. Por otro lado, al ser una planta de bajo costo, resulta atractiva para fomentar un aprovechamiento óptimo y sustentable aplicado a la industria hortofrutícola. En estudios previos, se ha comprobado que su extracto acuoso inhibe el crecimiento de Staphylococcus aureus; las hojas tienen actividad antiamebiana y antifúngica (Javaid y Amin, 2009 y Prasad et al., 2010). El aceite posee actividad antibacteriana (Owolabi, 2009), antihelmíntica (particularmente contra Ascaris lumbricoides) y antifúngica, esta última comprobada contra Fusarium oxysporum (Jaramillo et al., 2012). Por lo anterior, el presente trabajo tiene el objetivo de evaluar el efecto antifúngico de recubrimientos comestibles adicionados con extracto de epazote sobre algunos patógenos postcosecha (C. gloeosporioides, F. oxysporum, A. alternata, y B. cinerea) para reducir las pérdidas postcosecha ocasionadas por estos agentes. Antecedentes Antecedentes 7 Ingeniería en Alimentos 2. ANTECEDENTES 2.1 Importancia de frutas y hortalizas Las frutas y las hortalizas deben formar parte de la dieta cotidiana porque son fuente importante de vitaminas, minerales, fibra cruda y ácidos orgánicos. Por tradición, nuestro país es productor de una gran cantidad y variedad de frutas y hortalizas, las cuales se consumen principalmente en forma fresca, canalizándose el excedente a los diferentes procesos de industrialización. Además, el subsector hortofrutícola de México es el más dinámico en términos de crecimiento en su producción y en la generación de divisas. En promedio (2012-2014) se obtienen 30.9 millones de toneladas de frutas y hortalizas anuales con un valor comercial de 160,917.33 millones de pesos anuales. Este sector aporta 39% del valor de la producción agrícola con sólo aportar el 12.7% de la producción, de esta forma, se trata de un subsector con un fuerte dinamismo y grandes expectativas para el desarrollo agrícola del país (SAGARPA-SIAP, 2015). Nuestro país tiene un lugar importante en el comercio internacional de hortalizas y frutas: ocupa el tercer lugar mundial como exportador de hortalizas, después de China y España, y aporta una de cada diez toneladas comercializadas en el mundo; es el octavo exportador de frutos comestibles y son veinte los productos mexicanos de exportación que se encuentran en uno de los tres primeros lugares mundiales, representando 80% de las ventas realizadas al exterior. En la Figura 1 se muestran los porcentajes de participación mexicana en las exportaciones mundiales para 17 de las principales frutas y hortalizas producidas en México, dentro de las cuales destacan el jitomate (1.4 millones de toneladas con un valor de mil 158 millones de dólares), el chile verde (373 mil toneladas con un valor de 288 millones de dólares) y la papaya (115 mil toneladas con un valor de 60.4 millones de dólares) (SAGARPA-SIAP, 2014). Figura 1. Porcentaje de participación mexicana en las exportaciones mundiales de las principales frutas y hortalizas producidas en México. Fuente: SAGARPA-SIAP (2014). 0 10 20 30 40 50 P ar ti ci p ac ió n m ex ic an a en l as ex p o rt ac io n es m u n d ia le s (% ) Antecedentes 8 Ingeniería en Alimentos 2.1.1 Papaya 2.1.1.1 Taxonomía, morfología y variedades El papayo (Carica papaya L.), también conocido como papaya (México), paw paw (Australia) y mamao (Brasil), es una planta de rápido crecimiento, perteneciente al género Carica (dentro de la familia Caricaceae), el cual incluye 14 especies; de las cuales destaca la papaya por su importancia económica (ProPapaya, 2009) (Figura 2). Figura 2. Papayo. Fuente: SAGARPA-SIAP (2014). En general, se considera que esta planta esoriginaria del sur de México y Centroamérica, aunque existe cierta controversia ya que algunos investigadores sugieren que podría ser nativa del Caribe, en tanto otros la ubican entre Nicaragua y Honduras, o al Noroeste de América del Sur, en la vertiente oriental de los Andes (ProPapaya, 2009). La información taxonómica de la papaya (Carica papaya L.) se muestra en la Tabla 1. Tabla 1. Clasificación taxonómica de la papaya. Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Violales Familia Caricaceae Género Carica L. Especie C. papaya L. Fuente: CONABIO (2014). La planta de la papaya es herbácea y de rápido crecimiento. Se clasifica como una especie perenne, ya que puede llegar a vivir 20 años. Al ser muy poco lignificada, se considera una hierba Antecedentes 9 Ingeniería en Alimentos arborescente, por ello el término “árbol” no es botánicamente apropiado. La morfología de esta planta se describe en la Tabla 2. Tabla 2. Morfología del papayo. Parte de la planta Características Sistema radicular En los suelos profundos y sueltos crece hacia abajo casi verticalmente hasta 60 cm de profundidad aproximadamente. Es gruesa y de color blancuzco en su interior. Produce alrededor de 25 raíces secundarias de 2.5 a 5 cm de grosor. Tallo principal Esta planta de tipo herbáceo puede alcanzar una altura que va desde 1.8 m en el caso de ejemplares silvestres, hasta 6.1 m en los cultivados. Se caracteriza por contar con un solo tallo erecto, grueso, fistuloso, carnoso de 20-30 cm de diámetro, con una corteza lisa marcada por cicatrices producto del crecimiento foliar. Hoja Las hojas son grandes, de color verde oscuro o verde amarillo, brillante, marcadas en forma visible por las nervaduras hundidas de color blanco amarillento y las venas reticuladas; por debajo son de color verde amarillento pálido y opaco con nervaduras y venas prominentes y visibles; con pedúnculos de 1 m de longitud. Flor Tiene 6 tipos de flores, de cinco pétalos, carnosos, cerosos y escasamente perfumados cuyo género se clasifica en masculino, femenino y hermafrodita, por lo que se considera que es una planta polígama. Las poblaciones pueden estar constituidas por plantas dioicas (masculinas y femeninas únicamente), ginodiocas (hermafroditas y femeninas) y trioicas o polígamas, que presentan las tres formas sexuales. Fruto Una baya conocida como papaya que contiene alrededor de 500 semillas ovoides, negras, de 5 mm de largo y encerradas en un arilo transparente y gelatinoso. En cuanto al tamaño y peso del fruto, éste puede ser de entre 10 - 25 cm o más de largo y 7-15 cm o más de diámetro, y oscila entre 400 g y 6 kg, dependiendo de la variedad y de su posición en la planta; los más grandes son aquellos ubicados en la parte baja del tallo y conforme aumenta la altura, va disminuyendo el tamaño del mismo. Fuente: ProPapaya (2009). Debido a que el papayo se reproduce por medio de semillas, se han desarrollado un gran número de variedades y continuamente aparecen nuevas, empleándose en cada zona de cultivo las mejor adaptadas a sus condiciones climatológicas. Las variedades mestizas son poco estables y se debe tener cuidado en obtener semillas de progenitores que pertenezcan a la misma variedad, de lo contario en dos o tres generaciones una variedad puede perder su identidad. Entre las más Antecedentes 10 Ingeniería en Alimentos conocidas a nivel mundial están: Solo, Bluestem, Graham, Betty, Fairchild, Rissimee, Puna, Hortusgred, Higgins, Wilder, Hortus Gold, Petersen, Zapote, Pusa y Maradol (ProPapaya, 2009). Por su importancia para nuestro país, destacan las variedades “Solo” y “Maradol”, cuyas características se presentan en la Tabla 3. Tabla 3. Variedades de papaya de importancia en México. Variedad Descripción Solo Esta variedad hermafrodita produce frutos pequeños de forma aperada y de cuello corto, con peso entre los 400 y 800 g, de buen sabor, color salmón y con buenas características para el transporte. Se le conoce comúnmente como Hawaiana, pues es donde mayor auge ha tenido y en donde se han desarrollado dos grupos para hacer frente al virus de la mancha anular (PRSV, por sus siglas en inglés). Por un lado se encuentran los tipos genéticamente modificados: Sunset (pulpa firme de color salmón rosado, peso entre 400 y 600 g), Rainbow y Sunup; por otro lado están los no modificadas como Kapoho (pulpa color amarillo-naranja de consistencia firme, muy dulce y con peso de 400 a 800 g) y Sunrise (pulpa amarillo-naranjo, peso entre 425 y 625 g). Maradol Es un cultivar ginodioico (población compuesta por plantas hermafroditas y femeninas) de origen cubano, introducido a México en 1977 por CONAFRUT. La fruta es alargada, cilíndrica, de gran tamaño y pueden llegar a pesar entre 1 y 3 kg. La piel de la fruta es lisa y delgada, de color verde y se torna amarilla conforme va madurando (fruto climatérico). La pulpa es de color roja o amarilla y su sabor es dulce aunque no es tan intenso como las variedades Hawaianas. Resultan muy sensibles a enfermedades postcosecha como la antracnosis. Fuente: ProPapaya (2009). 2.1.1.2 Importancia económica La papaya es la tercera fruta tropical más consumida en el mundo y por el dinamismo en su comercialización, es considerada una de las más importantes económicamente. En México, el consumo anual per cápita es de 5.5 kg y la principal variedad de papaya que se cultiva es Maradol. En 2013, se registró la producción más alta en los últimos cinco años, alcanzando un valor de 3 mil millones de pesos. Los estados productores más importantes son Veracruz, Chiapas, Oaxaca, Colima, Guerrero y Michoacán, lo cuales aportan 79% del volumen total. En años recientes se han sumado a la producción de este frutal Puebla y México (SIAP, 2014; INIFAP, 2013; ProPapaya, 2014). Antecedentes 11 Ingeniería en Alimentos Veracruz tiene el mayor número de hectáreas sembradas del fruto, cerca de 3 mil 500; aunque Oaxaca cuenta con 2 mil 600, su rendimiento es el mejor de las entidades productoras y es líder en volumen cosechado, con más de 200 mil toneladas, que representan 27.8% de la producción nacional de papaya (SAGARPA, 2014) (Figura 3). Figura 3. Porcentaje del valor de la producción de papaya en México por entidad federativa. Fuente: SAGARPA (2014). La papaya tiene un porcentaje de participación en la producción de frutas del 3.9%. El 82.2% de la superficie sembrada de papaya se encuentra bajo condiciones de riego, esta modalidad productiva permite cosechar volúmenes similares todo el año. El volumen promedio de la producción de 2000 a 2013 se ubicó en 746 mil toneladas (SAGARPA, 2014) (Figura 4). Figura 4. Volumen de la producción (2000-2013) de papaya en México en miles de toneladas. Fuente: SAGARPA (2014). Antecedentes 12 Ingeniería en Alimentos Dos de cada cinco toneladas de papaya cosechadas en el mundo provienen de la India. México contribuye con cerca de 6% de la producción mundial de este fruto, ubicándose como el sexto productor mundial. Además, en 2013, la papaya tuvo un incremento de 4.6% en el valor de sus exportaciones, lo que derivó un saldo superavitario en su balanza comercial. El principal mercado de la papaya mexicana es Estados Unidos, adquiere casi la totalidad de las exportaciones del fruto, le siguen Canadá, España, Japón, Francia, Inglaterra y Brasil. El valor de las exportaciones aumentó a 115 mil 70 toneladas, con un valor de 60.458 millones de dólares; en tanto las importaciones disminuyeron a 9 toneladas, con un valor de 6 mil dólares (SAGARPA, 2014) (Figura 5). Figura 5. Evolución del comercio exterior de papaya en México en millones de dólares. Fuente: SAGARPA (2014). 2.1.1.3 Composición química y valor nutrimental La papaya es una frutacomún en la alimentación humana, de precio razonable y con un alto valor nutritivo. Es baja en calorías y rica en vitaminas y minerales naturales. Este fruto se ubica en los primeros lugares entre los frutos ricos en vitamina C, vitamina A, riboflavina, calcio, tiamina, hierro, niacina, potasio y fibra (Krishna et al., 2008). La composición química por 100 g de fruta se muestra en la Tabla 4. La papaya contiene más caroteno en comparación con otras frutas como manzanas, guayabas y plátanos, que ayuda a prevenir el daño a la salud causado por radicales libres. El consumo frecuente de este fruto asegura una buena fuente de vitamina A y C, que son esenciales para una buena salud, especialmente para la vista. Es una rica fuente de diferentes tipos de enzimas. La Antecedentes 13 Ingeniería en Alimentos papaína, pepsina vegetal que ayuda a digerir la proteína de los alimentos en medios ácidos, alcalinos o neutros, por lo tanto puede ser recetada a pacientes dispépticos y a aquellos con enfermedad celíaca, que no pueden digerir la gliadina, proteína de trigo (Krishna et al., 2008). Tabla 4. Composición química de la papaya fresca. Componente Contenido por 100 g Valor energético (kcal) 39 Agua (g) 88.83 Proteína (g) 0.61 Grasa total (g) 0.14 Carbohidratos (g) 9.81 Fibra dietética total (g) 1.80 Cenizas (g) 0.61 Minerales (mg) Calcio Fósforo Hierro Potasio Sodio Zinc Magnesio 24 5 0.10 257 3 0.07 10 Vitaminas (mg) Tiamina Riboflavina Niacina Vitamina C (mcg) Vitamina A (mcg) Vitamina B6 0.03 0.03 0.34 62 55 0.02 Ácidos grasos (g) Mono-insaturados Poli-insaturados Saturados 0.04 0.03 0.04 Fuente: INCAP (2012). La fruta es rica en vitaminas, minerales, polisacáridos, lectinas, saponinas y flavonoides, y se puede utilizar en la prevención de complicaciones de la diabetes mellitus (Savickiene et al., 2002). Las semillas negras son comestibles y tienen un sabor picante, a veces se muelen y se utilizan como un sustituto de la pimienta negra. En algunas partes de Asia las hojas jóvenes de papaya se cuecen al vapor y se comen como la espinaca (Krishna et al., 2008). 2.1.1.4 Enfermedades La papaya es sensible al manejo postcosecha requiriendo cuidados especiales para evitar la presencia de plagas (mosca de la papaya, áfidos y ácaros), así como daños mecánicos, daños por Antecedentes 14 Ingeniería en Alimentos frío y por calor, además del ataque por hongos. Las pérdidas postcosecha de papaya en Veracruz, por ejemplo, oscilan entre 10-50%. Dependiendo de la época y de los tratamientos aplicados en el campo, las enfermedades fúngicas son una de las principales causas, siendo la aplicación de productos químicos el método más frecuentemente utilizado contra estas enfermedades (Suárez- Quiroz et al., 2013). Las principales enfermedades que provocan pérdidas postcosecha en la producción de papaya se describen en la Tabla 5. Tabla 5. Principales enfermedades postcosecha en el cultivo de la papaya. Enfermedad Agente causante Síntomas Métodos de control Mancha anular del papayo Varias especies de pulgones En las hojas se presentan manchas aceitosas de forma variable. En los frutos se observan manchas en forma de anillo a media luna concéntricas y aceitosas de 1 a 2 cm de diámetro. *Utilizar semilla de plantas sanas. *Proteger el vivero con mallas antiáfidos. *Aplicar insecticidas de acción sistémica contra chupadores. Antracnosis Colletotrichum gloeosporioides Las lesiones se presentan como manchas circulares de 1 a 10 mm de diámetro, color café oscuro, acuosas, hundidas, con numerosas esporas de color rosado. Las lesiones aparecen en la zona próxima al pedúnculo donde un fruto roza con otro, además suele atacar hojas. *Mantener un buen drenaje en la plantación, eliminar frutos y hojas dañadas. *Asperjar hojas y frutos con productos preventivos como Captan, Mancozeb. Tizón gomoso Phytophtora sp Este hongo causa un exudado de látex en los frutos maduros, se presenta generalmente cuando hay exceso de humedad y demasiada sombra, ataca principalmente los frutos próximos al suelo. *Establecer las plantaciones en suelos con buen drenaje. *Realizar un buen control de malezas. Mildiú Polvoriento Oidium caricae Es una enfermedad que ataca hojas, frutos y tallos. En las hojas afectadas se observan manchas en la parte superior e inferior, recubiertas de un polvillo color gris, al removerlo se observan parches amarillos, cerca de las venas foliares. El control se ha basado en el uso de azufre, pero en periodos de alta temperatura, puede resultar fitotóxico. Se recomienda el uso de fungicidas. Fuente: Alfonso-García (2010). Antecedentes 15 Ingeniería en Alimentos 2.1.2 Jitomate 2.1.2.1 Morfología, taxonomía y variedades El tomate rojo (Lycopersicon esculentum) es la aportación vegetal de México más extendida en el orbe. El grado de aceptación que tiene en las diversas culturas del mundo se evidencia por el hecho de que es el segundo producto hortícola en el consumo mundial. Su trascendencia en el contexto económico del país reside en su importante aportación de divisas y en la generación de empleos en todas y cada una de las fases de la cadena agroalimentaria (COFUPRO, 2002). A la llegada de los españoles a América, el tomate formaba parte ya de los pequeños huertos de hortalizas del área mesoamericana, sin que su importancia económica fuera grande. Aunque tanto el tomate rojo (Lycopersicon spp.) (Figura 6) como el tomate de cáscara (Physalis spp.) fueron pronto introducidos a Europa, el tomate rojo se fue extendiendo progresivamente. Es una planta originaria de Perú, Ecuador y México, países en donde se encuentran varias formas silvestres (COFUPRO, 2002). Figura 6. Jitomate. Fuente: SAGARPA-SIAP (2014). El tomate es una planta dicotiledónea perteneciente a la familia de las solanáceas. La taxonomía generalmente aceptada del tomate rojo es la que se presenta en la Tabla 6. Tabla 6. Clasificación taxonómica del tomate rojo. Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Solanales Familia Solanaceae Género Lycopersicon Especie L. esculentum Fuente: Hunziker (1979). Antecedentes 16 Ingeniería en Alimentos La planta del tomate es considerada perenne que se cultiva como anual. Puede desarrollarse de forma rastrera, semierecta o erecta. Según el hábito de crecimiento, se pueden distinguir dos tipos distintos: los determinados y los indeterminados. La planta de crecimiento determinado es de tipo arbustivo, de porte bajo, pequeño y de producción precoz. Se caracteriza por la formación de las inflorescencias en el extremo del ápice. El tomate de tipo indeterminado crece hasta alturas de 2 m o más. El crecimiento vegetativo es continuo, unas seis semanas después de la siembra inicia su comportamiento generativo, produciendo flores en forma continua y de acuerdo a la velocidad de su desarrollo, la inflorescencia no es apical sino lateral. Para la producción mecanizada se prefieren las variedades de tipo determinado. Los procesos fisiológicos de crecimiento y desarrollo de la planta de tomate dependen de las condiciones del clima, del suelo y de las características genéticas de la variedad (Von Haeff, 1983). La morfología de la planta del tomate y sus características se muestra en la Tabla 7. Tabla 7. Morfología del tomate. Parte de la planta Características Sistema radicular Raíz principal (corta y débil), raíces secundarias (numerosas y potentes) y raíces adventicias. Seccionando transversalmente la raíz principal y de fuera hacia adentro encontramos: epidermis, donde se lleva a cabo la absorción de agua y nutrientes, córtex y cilindro central, donde se sitúa el xilema (conjunto de vasos especializados en el transporte de los nutrientes). Tallo principalEje con un grosor que oscila entre 2-4 cm en su base, sobre el que se van desarrollando hojas, tallos secundarios (ramificación simpoidal) e inflorescencias. Su estructura, de fuera hacia adentro, consta de: epidermis, de la que parten hacia el exterior porciones glandulares, corteza o córtex, cuyas células más externas son fotosintéticas y las más internas son colenquimáticas, cilindro vascular y tejido medular. En la parte distal se encuentra el meristemo apical, donde se inician los nuevos primordios foliares y florales. Hoja Compuesta e imparipinnada, con foliolos peciolados, lobulados y con borde dentado, en número de 7 a 9. Las hojas se disponen de forma alternativa sobre el tallo. El mesófilo o tejido parenquimático está recubierto por una epidermis superior e inferior, ambas sin cloroplastos. La epidermis inferior presenta un alto número de estomas. Dentro del parénquima, la zona superior o zona en empalizada, es rica en cloroplastos. Antecedentes 17 Ingeniería en Alimentos Tabla 7 (Continuación). Morfología del tomate. Parte de la planta Características Flor Perfecta, regular e hipogina y consta de 5 o más sépalos, de igual número de pétalos de color amarillo y dispuestos de forma helicoidal, de igual número de estambres soldados que se alternan con los pétalos y forman un cono estaminal que envuelve al gineceo, y de un ovario bi o plurilocular. Las flores se agrupan en inflorescencias de tipo racemoso (dicasio), generalmente en número de 3 a 10. La flor se une al eje floral por medio de un pedicelo articulado que contiene la zona de abscisión. Las inflorescencias se desarrollan cada 2-3 hojas en las axilas. Fruto Baya bi o plurilocular que puede alcanzar un peso que oscila entre unos pocos miligramos y 600 gramos. Está constituido por el pericarpo, el tejido placentario y las semillas. El fruto puede recolectarse separándolo por la zona de abscisión del pedicelo, como ocurre en las variedades industriales, en las que es indeseable la presencia de parte del pecíolo, o bien puede separase por la zona peduncular de unión al fruto. Fuente: COVECA (2010). Existen numerosas variedades de tomate tanto de tipo determinado como de indeterminado, además de variedades de comportamiento intermedio. El comportamiento depende del carácter genético, pero varía mucho de acuerdo con su adaptación a los diferentes climas y condiciones del suelo. De acuerdo con el destino de la cosecha, se pueden agrupar las variedades en 3 categorías: para consumo en fresco, para uso industrial y variedades de doble propósito (Von Haeff, 1983). En México se cultiva una gran variedad de tomates, los cuales para fines prácticos pueden ser clasificados, según la SAGARPA, como: tomate cherry, tomate cherry orgánico, tomate rojo orgánico; tomate rojo (exportación); tomate rojo (industrial); tomate rojo (fresco), tomate rojo de invernadero, tomate rojo saladette y tomate rojo para semilla (COFUPRO, 2002). En la Tabla 8 se describe brevemente las diferencias entre las variedades de jitomate ampliamente comercializadas en México. Antecedentes 18 Ingeniería en Alimentos Tabla 8. Variedades de tomate de importancia en México. Variedad Descripción Cherry (Cereza) Plantas vigorosas de crecimiento indeterminado. Frutos de pequeño tamaño y de piel fina con tendencia al rajado, que se agrupan en ramilletes de 15 a más de 50 frutos. Sabor dulce y agradable. Existen cultivares que presentan frutos rojos y amarillos. El objetivo de este producto es tener una producción que complete el ciclo anual con cantidades homogéneas. Saladette (Roma) Variedad italiana para conserva de jitomate pelado, fruto pequeño bi o trilocular, forma de pera, tamaño homogéneo de los frutos. Pera Utilizado cada vez menos en la industria conservera para jitomate pelado. Bola (Beef) Plantas vigorosas hasta el 6º-7º ramillete, a partir del cual pierde bastante vigor coincidiendo con el engorde de los primeros ramilletes. Frutos de gran tamaño y poca consistencia. Producción precoz y agrupada. Cierre pistilar irregular. Mercados más importantes: mercado interior y mercado exterior (Estados Unidos). Fuente: COVECA (2010). 2.1.2.2 Importancia económica En nuestro país, como en otras partes del mundo, la preferencia por el consumo de tomate en fresco es predominante, se estima que el consumo anual per cápita es de 6.7 kg. Además, es utilizado como materia prima base para la elaboración de pastas, salsas, purés, jugos, etc., lo cual ha cobrado importancia en los últimos años gracias a los avances tecnológicos logrados para su procesamiento, así como los gustos y costumbres de las nuevas generaciones. Esta situación conlleva a mayores exigencias en la calidad para su distribución y venta en fresco, que a su vez determina renovados nichos y condiciones de mercado (COFUPRO, 2002; SAGARPA, 2014). El jitomate es el 8° cultivo con mayor valor en México, cuyas variedades saladette y bola son las mayormente producidas, además del cherry. En el último trienio, el jitomate incrementó su volumen en casi 44%, al crecer de 1.9 a 2.7 millones de toneladas, su éxito productivo se basa en las mejoras técnicas para su cultivo. Sinaloa, Baja California, Zacatecas y San Luis Potosí, son los Antecedentes 19 Ingeniería en Alimentos cuatro mayores productores de la hortaliza, cultivan todo en la modalidad de riego, su volumen representa 54.4% del total nacional. El principal productor de jitomate es Sinaloa, aporta 36.5% del fruto mexicano, su volumen es 5 veces superior al de Baja California, el segundo mayor cosechador de la hortaliza (SAGARPA, 2014) (Figura 7). Figura 7. Porcentaje del valor de la producción de jitomate en México por entidad federativa. Fuente: SAGARPA (2014). El jitomate tiene un porcentaje de participación en la producción de hortalizas del 22.2%. En todos los meses del año se tiene disponibilidad de este fruto, las condiciones de producción del cultivo posibilitan esa oferta. El volumen promedio de la producción de 2000 a 2013 se ubicó en 2.25 millones de toneladas (SAGARPA, 2014) (Figura 8). Figura 8. Volumen de la producción (2000-2013) de jitomate en México en miles de toneladas. Fuente: SAGARPA (2014). Antecedentes 20 Ingeniería en Alimentos China, como primer productor mundial, aporta 31% de la producción mundial de jitomate, seguido de la India con un volumen equivalente al 8.3%. México aporta 2.1% a la producción mundial de esta hortaliza, es decir, es el décimo productor mundial. Además en 2013, en términos de valor, la hortaliza mostró un incremento de 15.8% en sus exportaciones. Estados Unidos y Canadá, los principales destinos del jitomate mexicano, adquieren respectivamente 95 y 4% de las exportaciones, también se exporta a los Países Bajos. El principal mercado potencial del jitomate es Rusia, siendo también Alemania y Francia dos opciones importantes. El valor de las exportaciones aumentó a 1.44 millones de toneladas, con un valor de 1.16 millones de dólares; en tanto las importaciones disminuyeron a 15 mil toneladas, con un valor de 25 millones de dólares (SAGARPA, 2014) (Figura 9). Figura 9. Evolución del comercio exterior de jitomate en México en millones de dólares. Fuente: SAGARPA (2014). 2.1.2.3 Composición química y valor nutrimental La composición química y el valor nutricional del tomate (Tabla 9) varían según la variedad, las condiciones de cultivo, la época de producción, el grado de madurez, el tiempo y las condiciones de almacenamiento, entre otros factores. Dicha hortaliza contiene aproximadamente un 94% de agua y el 6% restante es una mezcla compleja en la que predominan los azúcares libres y ácidos orgánicos, que contribuyen a dar al fruto su textura y sabor característicos (Coronel y Castillo, 2009; León, 2009). Antecedentes21 Ingeniería en Alimentos Tabla 9. Composición química del tomate fresco. Componente Contenido por cada 100 g Valor energético (kcal) 13.38 Agua (g) 94.70 Proteína (g) 1.00 Grasa total (g) 0.10 Fibra dietética total (g) 1.60 Carbohidratos (g) Glucosa Fructosa Sacarosa Almidón 0.90 1.00 0.00 0.00 Ácidos orgánicos (g) Cítrico Málico Oxálico 0.43 0.08 0.00 Minerales (mg) Calcio Hierro Potasio Sodio Zinc Magnesio 8.00 0.30 2.00 6.00 0.20 10.00 Vitaminas (mg) Vitamina C (mcg) Tiamina Riboflavina Ácido nicotínico β-caroteno (equivalente) 18.00 0.04 0.02 0.70 0.34 Fuente: Salunkhe y Kadam (2003). Adalid (2011) explica que, en el caso de esta hortaliza, los azúcares representan aproximadamente el 50% de la materia seca, siendo la glucosa y la fructosa los mayoritarios. Los ácidos orgánicos, principalmente cítrico y málico, representan más del 10% de la materia seca. Tanto los azúcares como los ácidos aportan un escaso valor nutritivo al tomate, aunque ejercen un papel fundamental en su sabor. El contenido medio de proteínas, aminoácidos y lípidos del tomate es muy bajo, por lo que no puede ser considerado una fuente importante de estos compuestos. Sin embargo, el tomate es considerado un alimento funcional, ya que contiene fibra, minerales (potasio, magnesio), vitaminas (C, A y K), así como licopeno, sustancia liposoluble y antioxidante que puede ayudar a reducir el riesgo de algunos tipos de cáncer y de enfermedades cardiovasculares. Dado que el licopeno es el responsable de dar su coloración roja al jitomate, entre más rojo el fruto, mayor es la cantidad de licopeno que contiene (Hazera México, 2011). Antecedentes 22 Ingeniería en Alimentos 2.1.2.4 Enfermedades Uno de los principales problemas que enfrenta la producción de tomate en nuestro país es el excesivo uso de agroquímicos. Las plagas y enfermedades son uno de los problemas que impactan en el cultivo del tomate, incrementando los costos de producción por el uso de productos químicos para su control (COFUPRO, 2002). Las principales plagas que afectan a los cultivos de tomate son: araña roja, vasate, mosca blanca y pulgones. Las enfermedades más importantes se explican en la Tabla 10. Tabla 10. Principales enfermedades postcosecha en el cultivo del tomate. Enfermedad Agente causante Síntomas Métodos de control Oidiopsis Leveillula taurica (Lev.) Arnaud Manchas amarillas en el haz que se necrosan por el centro, observándose un fieltro blanquecino por el envés. En caso de fuerte ataque la hoja se seca y se desprende. Las solanáceas silvestres actúan como fuente de inóculo. *Eliminación de malas hierbas y restos de cultivo. *Utilización de plántulas sanas. *Control químico: Azufre 72%. Podredumbre gris Botryotinia fuckeliana Botrytis cinerea En plántulas produce damping- off. En hojas y flores se producen lesiones pardas. En frutos tiene lugar una podredumbre blanda (más o menos acuosa, según el tejido), en los que se observa el micelio gris del hongo. Las principales fuentes de inóculo las constituyen las conidias y los restos vegetales que son dispersados. *Eliminación de malas hierbas, restos de cultivo y plantas infectadas. *Tener especial cuidado en la poda, realizando cortes limpios a ras del tallo. *Control químico: Benomilo 50%. Podredumbre blanca Sclerotinia sclerotiorum En plántulas produce damping- off. En planta produce una podredumbre blanda acuosa al principio que posteriormente se seca, cubriéndose de un abundante micelio algodonoso blanco, observándose la presencia de numerosos esclerocios, blancos al principio y negros más tarde. *Eliminación de malas hierbas, restos de cultivo y plantas infectadas. *Utilizar cubiertas plásticas en el invernadero. *Control químico: Captan 40% + Tiabendazol 17%. Antecedentes 23 Ingeniería en Alimentos Tabla 10 (Continuación). Principales enfermedades postcosecha en el cultivo del tomate. Enfermedad Agente causante Síntomas Métodos de control Alternariosis Alternaria solani En pleno cultivo las lesiones aparecen tanto en hojas como tallos, frutos y pecíolos. Los frutos son atacados a partir de las cicatrices del cáliz, provocando lesiones pardo-oscuras ligeramente deprimidas y recubiertas de numerosas esporas del hongo. *Eliminación de plantas y frutos enfermos. *Manejo adecuado de ventilación y riego. Control químico: Benalaxil 4% + Oxicloruro de cobre 33%. Mancha negra del tomate Pseudomonas syringae En hoja, se forman manchas negras de pequeño tamaño (1-2 mm de diámetro) y rodeadas de halo amarillo. Las inflorescencias afectadas se caen. Tan sólo son atacados los frutos verdes, en los que se observan pequeñas manchas deprimidas. *Eliminación de malas hierbas, plantas y frutos enfermos. *Control químico: Kasugamicina 5% + Oxicloruro de cobre 45%. Fuente: INFOAGRO (2014). 2.1.3 Chile 2.1.3.1 Morfología, taxonomía y variedades El cultivo del chile es importante en la historia, tradición y cultura de México. El nombre viene del náhuatl chilli y se aplica a numerosas variedades y formas de la planta herbácea o subarbustiva anual del género Capsicum, el cual se considera un producto agrícola con alta demanda mundial estimada en más de 24 millones de toneladas (Pérez-Castañeda et al., 2008). El color verde de los chiles se debe a que acumulan grandes cantidades de clorofila (Figura 10). Cuando maduran, algunos chiles se hacen curvos y toman un color rojo o amarillo, debido a la presencia de otros pigmentos. Figura 10. Chile verde. Fuente: SAGARPA-SIAP (2014). Antecedentes 24 Ingeniería en Alimentos Dentro de las especies cultivadas de los chiles, Capsicum annuum L. es la más ampliamente conocida y la de mayor importancia económica, ya que presenta una distribución mundial. El centro de origen y domesticación de C. annuum es Mesoamérica, más propiamente México y Guatemala (Pickersgill, 1971). México es el país que presenta la mayor variabilidad de formas cultivadas y silvestres, la cual se encuentra ampliamente distribuida en todo el país. Esta diversidad ha sido descrita con base en la clasificación comercial de los frutos, realizada dentro de diversos tipos de chile (Laborde y Pozo, 1982 y Pozo et al., 1991). La taxonomía de esta planta se muestra en la Tabla 11. Tabla 11. Clasificación taxonómica del chile verde. Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Solanales Familia Solanaceae Género Capsicum Especie C. annuum L. Fuente: Nuez et al. (1996). La planta es un semiarbusto de forma variable y alcanza de 0.6 a 1.5 m de altura, dependiendo principalmente de la variedad, de las condiciones climáticas y del manejo. La planta de chile es monoica, tiene los dos sexos incorporados en una misma planta y es autógama, es decir que se autofecunda, aunque puede experimentar hasta un 45% de polinización cruzada, ya que puede ser fecundada con el polen de una planta vecina (Nuez et al., 1996). En la Tabla 12 se resume la descripción botánica de esta planta. Tabla 12. Morfología de la planta del chile. Parte de la planta Características Sistema radicular Raíz pivotante, que luego desarrolla un sistema radicular lateral muy ramificado que puede llegar a cubrir un diámetro de 0.90 a 1.20 m, en los primeros 0.60 m de profundidad del suelo. Tallo principal El tallo puede tener forma cilíndrica o prismática angular, glabro, erecto y con altura variable, según la variedad. Esta planta posee ramas dicotómicas o pseudo-dicotómicas, siempre una más gruesa que la otra (la zona de unión de las ramificaciones provoca que éstas se rompan con facilidad). Este tipo de ramificación hace que la planta tenga forma umbelífera (de sombrilla). Antecedentes 25 Ingeniería en Alimentos Tabla 12 (Continuación).
Compartir