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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rebasa@hmo.megared.net.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México Yoplac, Ives; Char, Cielo; Hinojosa, Andrea; Obando, Javier; Escalona, Victor EFECTO DE LA RADIACIÓN UV--C Y ATMÓSFERA MODIFICADA ACTIVA SOBRE LA CALIDAD FUNCIONAL DE RÚCULA LISTA PARA CONSUMO Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 14, núm. 2, 2013, pp. 245-251 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. Hermosillo, México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81329290020 Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto http://www.redalyc.org/revista.oa?id=813 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81329290020 http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=81329290020 http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=813&numero=29290 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81329290020 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=813 http://www.redalyc.org Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 245 EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-‐C Y ATMÓSFERA MODIFICADA ACTIVA SOBRE LA CALIDAD FUNCIONAL DE RÚCULA LISTA PARA CONSUMO Yoplac, Ives1, Char, Cielo1,2, Hinojosa, Andrea1, Obando, Javier1,2, Escalona, Victor1,3 1Centro de Estudios Postcosecha, E-‐mail: ivesjyt@hotmail.com.; 2Departamento de Agroindustria y Enología.; 3Departamento de Producción Agrícola. Facultad de Ciencias Agronómicas, Universidad de Chile. Santa Rosa N° 11315, La Pintana, Santiago. Tel: +562 9785841 Fax: +562 9785813 E-‐mail: vescalona@uchile.cl. web site: www.cepoc.cl. Palabras claves: compuestos fenólicos, capacidad antioxidante, tasa respiratoria, etileno. RESUMEN Se estudió el efecto de la radiación UV-‐C y el uso de atmósferas modificadas activas (AMA), sobre la calidad funcional y sensorial en hojas de rúcula mínimamente procesadas en fresco (MPF). Las hojas se lavaron con NaOCl (100 mg L-‐1; pH 6,5), se enjuagaron y escurrieron. Los tratamientos se aplicaron siguiendo un arreglo factorial 2x2 con dos dosis de UV-‐C (10 ó 15 kJ m-‐2) y envasados en dos AMA enriquecidas en argón (55% Ar + 40% O2 + 5% N2) ó helio (55% He + 40% O2 + 5% N2). Las muestras (80 g) se almacenaron a 5°C por 10 días. Se realizaron 3 repeticiones por tratamiento y un testigo sin tratar. Las concentraciones de O2 disminuyeron (desde 42 a 22–26%) y las concentraciones de CO2 aumentaron (desde 0 a 15%) durante el almacenamiento, mientras que el Ar, He y N2 se mantuvieron constantes (entre 52 y 57%). La tasa respiratoria (TR) alcanzó sus valores máximos el día 4 (entre 17 y 32 mg CO2 kg -‐1 h-‐1) y luego disminuyó, observándose una relación directa de TR con el aumento de la dosis de UV-‐C. La producción de etileno disminuyó con el tiempo desde 0,06 a 0,9 µL C2H4 kg -‐1 h-‐1, alcanzando sus valores mínimos al cuarto día. La concentración de glucosa aumentó con el tiempo (desde 9 a 14 mg g-‐1 p.f.), siendo mayor en todos los tratamientos UV-‐C respecto del testigo sin tratar. La capacidad antioxidante de las muestras tratadas con 15 kJ m-‐2 UV-‐C aumentó hacia el segundo día (1,3 mg Trolox g-‐1 p.f.); sin embargo, los últimos días de almacenamiento la capacidad antioxidante disminuyó en los tratamientos UV-‐C respecto del testigo. La concentración de fenoles totales inmediatamente tras el tratamiento UV-‐C fue mayor que para el testigo; sin embargo, los tratamientos con UV-‐C y atmósfera de Ar presentaron valores de fenoles mayores al sexto día de almacenamiento (1,8 mg EAG g-‐1 p.f.). Los tratamientos combinados de AMA y luz UV-‐C resultaron una buena alternativa a los tratamientos convencionales para mejorar la calidad funcional de hojas de rúcula. EFFECT OF UV-‐C RADIATION AND ACTIVE MODIFIED ATMOSPHERES ON THE FUNCTIONAL QUALITY OF READY-‐TO-‐EAT ARUGULA Key words: Phenolic compounds,, antioxidative capacity, respiratory rate, ethylene. ABSTRACT In this work, the effect of UV-‐C radiation and active modified atmospheres (MA) on functional and sensory quality of ready-‐to-‐eat arugula was evaluated. The leaves were sanitized with NaOCl (100 mg L-‐1, pH 6.5), rinsed and centrifuged. The treatments were applied following a factorial arrangement 2x2 with two UV-‐C doses (10 ó 15 kJ m-‐2) and packed in two MA enriched with argon (55% Ar + 40% O2 + 5% N2) or helium (55% He + 40% O2 + 5% N2). The samples (80g) were stored at 5 °C for 10 days. Three replicates per treatment and a control without treatment were evaluated. The headspace O2 concentrations decreased (from 42% to 22–26%) and the CO2 levels increased (from 0 to 15 %) during storage; while Ar, He and N2 remained constant. The respiratory rate (RR) reached the maximum on day 4 (between 32 and 17 mgCO2 kg -‐1 h-‐1) and then it decreased showing a direct relationship of RR with the increase of UV-‐C dose. The production of ethylene was reduced with time from 0.06 to 0.90 µLC2H4 kg -‐1 h-‐1, reaching the minimum levels on the 4th day. The concentration of glucose increased with time (from 9 to 14 mg g-‐1 p.f.), being higher in all the treatments than in the untreated control. The antioxidant capacity of the samples treated with 15 kJ m-‐2 UV-‐C increased on the second day (1.3 mg Trolox g-‐1 f.w.); however, the last days of storage this effect was reversed and the antioxidant capacity of thetreatments Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 246 decreased respect to the control. The phenols content was initially higher for the untreated control than for the treated samples; however, the treatments with both UV-‐C doses and Ar atmosphere showed higher values of phenols (1.8 mg EAG g-‐1 p.f.) on day 6. The combined treatments MA and UV-‐C light turned to be a good alternative to conventional treatments to improve the functional quality of rocket leaves. INTRODUCCIÓN En la actualidad se están investigando nuevas técnicas para mantener la calidad microbiológica, funcional y sensorial de los productos mínimamente procesados en fresco (MPF). Entre ellas podemos mencionar a la aplicación de radiación UV-‐C y el envasado en atmósferas modificadas activas (AMA). La luz UV-‐C se ha estudiado con dosis de 0 a 8 kJ m-‐2 en hojas de lechuga (Allende et al., 2006; Allende y Artés, 2003); dosis de 0 a 24 kJ m-‐2 en hojas de espinaca (Artés – Hernández et al., 2008; Escalona et al., 2010); dosis de 0 a 12 kJ m-‐2 en hojas de repollo (Ruiz et al., 2010); dosis de 0 a 14 kJ m-‐2 en brócoli (Costa et al., 2006). Estos estudios reportaron que la radiación UV-‐C, causó un ligero aumento de la tasa respiratoria debido al estrés que provocó su aplicación, retrasando el crecimiento bacteriano, incrementando los compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante y que, en general, es un tratamiento no químico útil para retrasar la senescencia, manteniendo su calidad sensorial. El envasado en atmósferas modificadas activas (AMA) modifica el ambiente gaseoso del envase, con el objetivo de disminuir la respiración del producto, inhibir el desarrollo de microorganismos y prolongar su vida útil comercial (Sandhya, 2010; Char et al., 2012). La aplicación de métodos combinados de preservación proporciona una mejor protección por actuar con diferentes mecanismos sobre distintos sitios blanco en los microorganismos; a la vez que permite conservar las propiedades organolépticas del producto, tales como color, sabor, textura y valor nutricional (Char et al., 2010). Existen estudios del uso combinado de radiación UV-‐C con AMA con O2 y CO2, en hojas de lechuga, en la que obtuvieron buenos resultados para reducir la carga microbiana, y prolongar su vida útil sin afectar sus atributos sensoriales (Allende et al., 2006; Allende y Artés, 2003). Sin embargo, aun no existen estudios de investigación en los que se reporte el uso combinado de la radiación UV-‐C y AMA con gases no convencionales como el argón (Ar) y helio (He). El objetivo del presente trabajo fue estudiar el efecto de la combinación de radiación UV-‐C con AMA con gases inertes como el Ar y He, sobre la calidad microbiológica y funcional de hojas de rúcula (Eruca vesicaria) MPF, almacenadas en refrigeración. MATERIALES Y MÉTODOS Material vegetal Se utilizaron hojas de rúcula (Eruca sativa var. Vesicaria), provenientes de la Comuna de Calera de Tango, Región Metropolitana, Chile. El cultivo se realizó en suelo con siembra escalonada y se cosechó el día anterior al procesamiento (febrero-‐marzo de 2012). Procesamiento mínimo del material vegetal Las hojas de rúcula se seleccionaron, clasificaron y pre-‐acondicionaron en una sala de manipulación a 8ºC. Se realizó un primer lavado con agua potable, un segundo lavado en una solución de hipoclorito de sodio (100 mg L-‐1, pH 6,5) y un enjuague con agua. Todas las inmersiones se realizaron a 5°C y por 1 minuto y posteriormente se centrifugaron manualmente durante 3 y 1 minuto, respectivamente. Posteriormente, se realizó la aplicación de la radiación UV-‐C en dosis de 10 y 15 kJ m-‐2. Se pesaron 80 g de de hojas de rúcula y envasaron en bolsas de polipropileno (PP) con una baja permeabilidad al O2 y CO2 (1,46 x 10-‐4 mg kg-‐1 h-‐1 y 5,69 x 10-‐4 mg kg-‐1 h-‐1, respectivamente) cuyas dimensiones fueron de 0,20 x 0,28 m. Para generar el AMA se Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 247 utilizaron inyecciones con gases de argón (Ar) y helio (He) cada uno combinado con (O2). Seguidamente, se realizó un termosellado y finalmente las bolsas con las hojas de rúcula procesadas se almacenaron a 5°C y 95% HR durante 10 días. Las evaluaciones se realizaron los días 0, 2, 6 y 10, excepto para la tasa respiratoria y producción de etileno que se realizó los días 1, 3, 7 y 11. Los cinco tratamientos evaluados se detallan en la Tabla 1. Tabla 1. Aplicación de dosis UV-‐C y atmósfera modificadas activas, incluido el testigo. Trat. Dosis UV-‐C AMA inicial Testigo 0 kJ m-‐2 Aire: 21% O2 + 79% N2 10 + Ar 10 kJ m-‐2 55% Ar + 40% O2 + 5% N2 10 + He 10 kJ m-‐2 55% He + 40% O2 + 5% N2 15 + Ar 15 kJ m-‐2 55% Ar + 40% O2 + 5% N2 15 + He 15 kJ m-‐2 55% He + 40% O2 + 5% N2 Tasa respiratoria Se determinó con un método semi-‐estáticodescrito por Char et al., (2012) tomando las muestras (10 mL) con una jeringa plástica. Las concentraciones gaseosas se determinaron utilizando un cromatógrafo de gases (CG) (Hewlett Packard, 5890 A serie II, Palo Alto, CA, E.E.U.U.) provisto de un detector de conductividad térmica, con una columna PoraPack Q 80/100 (Waters, Milford MA, EEUU) con una temperatura de horno e inyector de 50 ºC y de detector de 200 ºC. Se utilizó gas helio como gas transportador. Producción de etileno Las muestras se tomaron siguiendo la metodología descrita para tasa respiratoria, con la diferencia que se tomaron una muestra de 1 mL. Las muestras se inyectaron en un CG (Agilent Technologies 7820A, EE.UU.) provisto de un detector FID y una columna Porapak QN 80/100 (1,20 m × 3,18 mm), (Norwalk, Connecticut, EE.UU). La temperatura del inyector (FID), horno y detector fueron de 200°, 50° y 200°C, respectivamente. Se utilizó gas helio como gas transportador con un flujo de 55 mL min-‐1. Atmósfera modificada La evolución de la concentración de gases de CO2 y O2 al interior de las bolsas de plástico, se determinó por medio de un analizador de gases manual (Checkpoint, PBI Dansensor, Ringsted, Dinamarca). Adicionalmente en este ensayo se determinó la concentración del gas N2 al interior de las bolsas para lo que se utilizó un CG (Hewlett Packard, 5890 A serie II, Palo Alto, CA, EEUU) y por diferencia se conocía la concentración del Ar y He durante el almacenamiento. Contenido de azúcares La preparación de las muestras (a partir de alícuotas de 50 µL de jugo puro) y la determinación del contenido de azúcares se realizó siguiendo el método propuesto por Obando-‐Ulloa et al., (2009), con algunas modificaciones. Las muestras se analizaron en un cromatógrafo HPLC (Hitachi, L-‐7200, Japón) con detector de IR (Knauer, Alemania) y columna Zorbax (Agilent Technologies, 4,6×150 mm, 5 µm, Alemania) a 25ºC, durante 20 min, usando como fase móvil acetonitrilo: agua desionizada, de 85:15 v/v, con un flujo de 1,5 mL·∙min-‐1, a una presión de 125 bar. Contenido de fenoles totales La preparación del extracto se realizó con una solución MeOH/H2O (1:1) siguiendo el método propuesto por Tawaha et al., (2007) que utiliza el reactivo de Folin-‐Ciocalteu. Se midió la absorbancia de las muestras a 660 nm con un espectrofotómetro UV-‐Vis (T70 PG Instruments Ltd, , RU). Los resultados se expresaron como miligramos equivalentes de ácido gálico por gramo de peso fresco (mg EAG g-‐1 p.f.). Capacidad antioxidante La obtención del extracto metanólico se realizó según el método descrito por Trejo y Pascual (2007). La capacidad antioxidante de las hojas se evaluó mediante el ensayo con DPPH* (Sigma, Saint Louis, MI, EEUU), según el Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 248 método espectrofotométrico mencionado por Martínez (2008). Como blanco se empleó metanol al 100%. Los resultados se expresaron miligramos de Trolox por gramo de peso fresco (mg Trolox g-‐1 p. f.). Análisis estadístico Se empleó un diseño factorial. Los resultados fueron procesados mediante un ANDEVA y cuando se encontraron diferencias significativas en la interacción de los factores o en los efectos principales de los factores, se aplicó la prueba de comparación múltiple de Tukey (α = 0,05). Adicionalmente se aplicó la prueba de comparación múltiple de Dunnet (contra el testigo) a un nivel de significancia de 5%. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tasa respiratoria En la Figura 1, se observaron valores mayores de tasa respiratoria en los tratamientos UV-‐C con respecto al testigo, desde el primer día de evaluación hasta el séptimo día, obteniendo los mayores valores en el cuarto día (25,8 a 32,3 mg CO2 kg -‐1 h-‐1); sin observarse diferencias significativas hasta el séptimo día. En el día 11, se observó mayores tasas a 15 kJ m-‐2 combinado con Ar y He, siendo las menores tasas con 10 kJ m-‐2 y Ar o He. El testigo mostró una tasa intermedia. Allende y Artés (2003) y Escalona et al. (2010), en estudios realizados en lechuga y espinaca, respectivamente, obtuvieron que las muestras irradiadas presentaron una mayor tasa respiratoria en comparación a las no irradiadas. Por su lado Magalhães et al. (2007), observó que atmósferas de 75% He ó Ar combinados con 25% O2 redujeron la respiración de hojas de espinaca comparada con 75% de N2 a 15 °C. Producción de etileno La evolución de la producción de etileno en todos los tratamientos, disminuyó en el tiempo en un >90%, desde el 1er al 11vo día con valores desde 0,9 a 0,06 µL C2H4 k -‐1 h-‐1 (Figure 2). Estos resultados coinciden con los obtenidos por Char et al. (2012). Figura 1. Evolución de la tasa respiratoria de hojas de rúcula tratadas con radiación UV-‐C y atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5°C. Barras de error corresponden a ES (n=3). Figura 2. Evolución de la producción de etileno de hojas de rúcula tratadas con UV-‐Cy atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5°C. Barras de error corresponden al ES (n=3). Atmósfera modificada Las concentraciones de CO2 aumentaron en el tiempo hasta 12 y 15% (Figura 3A). Las concentraciones de O2 (Figura 3B) disminuyeron desde 43 a 23%. El tratamiento testigo en bolsa perforada mantuvo concentraciones cercanas al aire. Estos resultados fueron similares a los reportados por Allende y Artés (2003), quienes aplicaron Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 249 dosis UV-‐C de 0 a 8 kJ m-‐2 y atmósfera de 10% O2 y 5 – 12% CO2 en lechuga MPF conservadas a 5 °C por 9 días. Los tratamientos con Ar y He se mantuvieron en el tiempo presentando una variación de 1 a 3% respecto a su valor inicial (Figura 3C). Figura 3. Evolución de los gases CO2 (A), O2 (B) y Ar ó He (C) de hojas de rúcula tratadas con UV-‐C y atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5 °C. Barras de error corresponden al ES (n=3). Concentración de azúcares En el análisis de azúcares simples realizado a las hojas de rúcula se identificó sólo glucosa. Como se observa en la Figura 4, la concentración inicial de glucosa en hojas de rúcula fue de 8,85 mg g-‐1 p.f. para el testigo y de 10,4 mg g-‐1 p.f. para los tratamientos UV-‐C. Todas las muestras experimentaron una leve tendencia de aumento en el tiempo, que el último día de evaluación fue de 3,4-‐3,8 mg g-‐1 p.f. Figura 4. Valoración de la concentración de glucosa de las hojas de rúcula tratadas con UV-‐C y atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5 °C. Barras de error corresponden al ES (n=3). Según Villatoro et al. (2011) en estudios realizados en hojas de rúcula obtuvieron que la glucosa, por ser el producto de la fotosíntesis primaria, fue el azúcar predominante en estas hojas con valores entre 6,24 y 7,72 mg g-‐1 p.f. Concentración de fenoles totales En la Figura 5, el día de proceso se observó una concentración de fenoles totales de 1,91 mg EAG g-‐1 p.f. para el testigo y de 1,7 mg EAG g-‐1 p.f. para los tratamientos UV-‐C+ atmósferas. Estos valores fueron disminuyendo en el tiempo, mostrando en el último día 1,13 mg EAG g-‐1 p.f. para el testigo y 1,5 mg EAG g-‐1 p.f. para UV-‐C+atmósfera. Esto indicaría que las atmósferas y en especial A B C Efecto de la radiación UV-C y atmósfera… Yoplac, Ives y cols. (2013) Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol 14(2):245-251 250 en combinación con 10 kJ m-‐2 reducirían estas pérdidas. Rivera et al. (2007) afirma que la radiación UV-‐C al ser aplicada en vegetales frescos, induce la formación de compuestos fenólicos. Según Ruiz et al. (2010), estudios realizados en hojas de repollo MPF después del segundo y hasta el noveno día de almacenamiento a 6 °C, obtuvieron valores superiores en las muestras irradiadas (1,2 mg AC g-‐1 p.f.) que las hojas sin radiación (1,1 mg AC g-‐1 p.f.). Figura 5. Valoración de la concentración de fenoles totales de las hojas de rúcula tratadas con UV-‐C y atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5 °C. Barras de error corresponden al ES (n=3). Capacidad antioxidante La capacidad antioxidante inicial de la rúcula fue de 0,5 mg Trolox g-‐1 p.f (Figura 6). En el sexto día se presentó un aumento en el testigo (0,48 – 0,78 mg Trolox g-‐1 p.f.) y un ligero aumento en los tratamientos UV-‐C + atmósfera (0,50 – 0,58 mg Trolox g-‐1 p.f.), posteriormente los valores se mantuvieron hasta el final de la conservación. Ruiz et al. (2010), en estudios realizados en hojas de repollo MPF, desde el segundo al noveno día las muestras irradiadas encontró una mayor actividad antioxidante, con respecto al testigo. Figura 6. Valoración de la capacidad antioxidante de las hojas de rúcula tratadas con UV-‐C y atmósferas modificadas activas y conservadas por 10 días a 5 °C. Barras de error corresponden al ES (n=3). CONCLUSIONES La radiación UV-‐C combinada con atmósferas enriquecidas con Ar y He redujeron la producción de etileno, incrementaron la concentración de glucosa, y mantuvieron el contenido de fenoles totales y la capacidad antioxidante de las hojas de rúcula conservadas a 5 °C durante 10 días. Los tratamientos combinados de AMA y luz UV-‐C resultaron una buena alternativa a los tratamientos convencionales para mejorar la calidad funcional de hojas de rúcula. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a los Proyectos Fondecyt N°1120274 e Inserción de Capital Humano N°79100005 (CONICYT, Chile) por financiar esta investigación. REFERENCIAS Allende, A. y F. Artes. 2003. Combined ultraviolet-‐C and modified atmosphere packaging treatments for reducing microbial growth of fresh processed lettuce. Food Sc. Tech. 36: 739–746. Allende, A., J.L. McEvoy, Y. Luo, F. Artés y C.Y. Wang. 2006. 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