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Agronomía

•

Universidad Nacional Abierta Y A Distancia Unad

Eliana Rincon

18/3/2024

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Agronomía

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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS
ESCUELA DE AGRONOMÍA

Efecto de la Irradiación de Luz Ultravioleta UV-C Sobre el Desarrollo de Moho y
otras Variables de Calidad Poscosecha en Piña (Ananas comosus L. Merr.)
Híbrido MD-2

Diego Velásquez Flores

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE PROFESIONAL DE INGENIERO
AGRONOMO CON EL GRADO DE LICENCIADO EN AGRONOMÍA

2018

Efecto de la Irradiación de Luz Ultravioleta UV-C Sobre el Desarrollo de Moho y
otras Variables de Calidad Poscosecha en Piña (Ananas comosus L. Merr.)
Híbrido MD-2

Diego Velásquez Flores

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE PROFESIONAL DE INGENIERO
AGRÓNOMO CON EL GRADO DE LICENCIADO EN AGRONOMÍA

UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS
ESCUELA DE AGRONOMÍA

2018
iii

AGRADECIMIENTOS

A mi madre Alexandra Flores Montero y mi padre Jorge Velásquez Alvarez, por el
apoyo en el proceso de estudio, por enseñar con el ejemplo, siempre mostrando
disciplina en sus labores, y sobre todo, por el apoyo brindado incondicionalmente
durante la etapa universitaria.

A mi novia Andrea Venegas, por estar siempre a mi lado en los momentos que
más lo necesité, siempre con disposición de ayudar, apoyar con amor y sin
requerir nada a cambio.

A la profesora Gerardina Umaña, por siempre confiar en mi persona, apoyarme en
el proceso de planeación y ejecución de la tesis; su apoyo técnico fue un gran
soporte y además de gran aprendizaje, siempre mostrando excelencia tanto a
nivel profesional como personal y una gran vocación por la educación, además, de
un gran calor humano.

A Johanny Castro, por su apoyo técnico y su gran calidez humana que lo
caracteriza.

A mi hermana Catalina Velásquez por acompañarme y apoyarme
incondicionalmente durante la ejecución de la tesis.

A mis amigos y colegas que mutuamente nos acompañamos durante el transcurso
de la carrera.

A todas las personas que de una u otra forma hicieron posible lograr completar el
proyecto de tesis satisfactoriamente.

Con cariño,
Diego Velásquez Flores

TABLA DE CONTENIDO

AGRADECIMIENTOS .....................................................................................................................iii
TABLA DE CONTENIDO................................................................................................................ iv
INDICE DE CUADROS .................................................................................................................. vii
INDICE DE FIGURAS ..................................................................................................................... ix
RESUMEN ......................................................................................................................................... xi
1-INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1
2-ANTECEDENTES ......................................................................................................................... 5
2.1. Generalidades del cultivo de piña .................................................................................. 5
2.2. Manejo Poscosecha de piña para exportación. ......................................................... 7
2.3. Parámetros de calidad de piña requeridos en mercados internacionales. ........ 7
Aspecto, peso y tamaño de fruto ...................................................................................... 7
Color de la cáscara ................................................................................................................ 8
Firmeza interna (pulpa) y externa (cáscara) .................................................................... 9
Grados Brix .............................................................................................................................. 9
Acidez ........................................................................................................................................ 9
“Pitting” .................................................................................................................................. 10
Daño Mecánico...................................................................................................................... 10
Sanidad del fruto “precosecha” ....................................................................................... 11
2.4 Enfermedades poscosecha ............................................................................................ 13
Thielaviopsis paradoxa “Pudrición negra” ................................................................... 13
Pudrición de frutículo .......................................................................................................... 14
Mohos en corte ..................................................................................................................... 15
2.5 Manejo de enfermedades poscosecha ........................................................................ 16
2.6. Uso de luz Ultravioleta tipo UV-C como método alternativo de desinfección
en frutos tropicales .................................................................................................................. 17
Modo de acción “Germicida” de UV-C ........................................................................... 18
Parámetros que afectan UV-C como método de desinfección ................................ 18
2.7 Referencias en el uso de UV-C en manejo poscosecha ........................................ 20
3-OBJETIVO GENERAL .............................................................................................................. 24
4-OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................... 24
5- METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 25
Localización ............................................................................................................................... 25
v

Material Experimental ............................................................................................................. 25
Método de Irradiación UV-C .................................................................................................. 26
Dosificación y aplicación de luz ultravioleta (UV-C) ....................................................... 27
Almacenamiento y momentos de evaluación ................................................................... 29
Diseño del estudio ................................................................................................................... 30
Descripción de etapas del estudio ...................................................................................... 30
Metodología de variables evaluadas ................................................................................... 35
Incidencia y severidad de moho en pedúnculo ........................................................... 36
Firmeza Interna y externa ................................................................................................... 37
Color externo utilizando escala comercial .................................................................... 39
Color externo e interno utilizando colorímetro ............................................................ 39
Grados Brix ............................................................................................................................ 40
Incidencia y severidad de “pitting” .................................................................................40
Incidencia y severidad de daño en corona .................................................................... 41
Acidez ...................................................................................................................................... 42
Porcentaje de pérdida de peso ......................................................................................... 42
Tasa de respiración ............................................................................................................ 42
Conteo de Unidades Formadoras de Colonias (UFC) ................................................ 43
6- ANÁLISIS ESTADÍSTICO........................................................................................................ 44
7- RESULTADOS ........................................................................................................................... 45
7.1) Primera Etapa “Etapa Exploratoria”........................................................................... 45
7.2) Segunda Etapa: “Dosificación Preliminar” ............................................................... 55
7.3) Tercera Etapa: “Afinamiento de dosis". ..................................................................... 64
7.4) Cuarta etapa: “Interacción tratamientos con radiación UV-C con cera” .......... 74
8-DISCUSIÓN ................................................................................................................................. 83
9) CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 93
10) RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 94
11) LITERATURA CITADA .......................................................................................................... 95
12) ANEXOS ................................................................................................................................. 108
12.1 Detalle de variables evaluadas en las diversas etapas ....................................... 108
12.2 Análisis estadístico de las diversas variables evaluadas. ................................ 112
12.2.1 Análisis estadístico de variable severidad de moho en corte. ................. 112
12.2.2 Análisis estadístico de variable Incidencia de moho en corte. ................ 116
vi

12.2.3 Análisis estadístico de firmeza interna y externa. ....................................... 119
12.2.4 Análisis estadístico de pitting. ........................................................................... 125
12.2.5 Análisis estadístico de brix ................................................................................. 129
12.2.6 Análisis estadístico de color externo utilizando escala de uso comercial
................................................................................................................................................. 132
12.2.7 Análisis estadístico de Incidencia y severidad daño en corona ............... 134
12.2.8 Análisis estadístico de porcentaje de pérdida de peso ............................... 139
12.2.9 Análisis estadístico de acidez ............................................................................ 140
12.2.9 Análisis estadístico de tasa de respiración .................................................... 141
12.2.9 Análisis estadístico de valor de color externo utilizando colorímetro .... 143
12.2.9 Análisis estadístico de valor de color interno utilizando colorímetro ..... 151
12.2.10 Imágenes de principales coloraciones detectadas en Conteo de
Unidades Formadoras de Colonias (UFC) ................................................................... 159
12.2.10 Análisis estadístico de variable Unidades Formadoras de Colonias
(UFC) ...................................................................................................................................... 161

vii

INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Dosis UV-C utilizadas en las etapas del estudio (Distancia de fuente de
aplicación UV-C 20 cm; con intensidad reportada de 0,0223 kW/m2). ................... 34
Cuadro 2. Resumen de variables evaluadas en cada etapa de estudio. ................ 35
Cuadro 3. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el porcentaje de
incidencia y severidad de moho en pedúnculo de frutos de piña, en primera etapa.
.............................................................................................................................................. 46
Cuadro 4. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los aspectos de
calidad poscosecha: incidencia y severidad de “pitting” en frutículo y grados brix,
en primera etapa. ............................................................................................................... 51
Cuadro 5. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los parámetros
de color externo utilizando escala visual de uso comercial e instrumento
colorímetro, en primera etapa. ......................................................................................... 52
Cuadro 6. Efecto aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro de color
interno de frutas de piña evaluado mediante uso de instrumento colorímetro, en
primera etapa. .................................................................................................................... 53
Cuadro 7. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro de
síntoma de daño en corona, en primera etapa. ............................................................ 54
Cuadro 8. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el porcentaje de
incidencia y severidad de moho en pedúnculo de frutos de piña, en segunda
etapa. ................................................................................................................................... 56
Cuadro 9. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los aspectos de
calidad poscosecha: incidencia y severidad de “pitting” en frutículo y grados brix,
en segunda etapa. ............................................................................................................. 60
Cuadro 10. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los parámetros
de color externo utilizando escala visual de uso comercial e instrumento
colorímetro, en segunda etapa. ....................................................................................... 61
Cuadro 11. Efecto aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro de
color interno de frutas de piña evaluado mediante uso de instrumento colorímetro,
en segunda etapa. ............................................................................................................. 62
Cuadro 12. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro
de síntoma de daño en corona, en segunda etapa...................................................... 63
Cuadro 13. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el porcentaje
de incidencia y severidad de moho en pedúnculo de frutos de piña, en tercera
etapa. ................................................................................................................................... 65
Cuadro 14. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los aspectos
de calidad poscosecha: incidencia y severidad de “pitting” en frutículo, acidez y
grados Brix, en tercera etapa. ......................................................................................... 69
Cuadro 15. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los parámetros
relacionados a estrés fisiológico: pérdida de peso y tasa de respiración, en tercera
etapa. ...................................................................................................................................70
Cuadro 16. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los parámetros
de color externo utilizando escala visual de uso comercial e instrumento
colorímetro, en tercera etapa. .......................................................................................... 72
viii

Cuadro 17. Efecto aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro de
color interno de frutas de piña evaluado mediante uso de instrumento colorímetro,
en tercera etapa. ................................................................................................................ 72
Cuadro 18. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro
de síntoma de daño en corona, en tercera etapa. ....................................................... 73
Cuadro 19. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el porcentaje
de incidencia y severidad de moho en pedúnculo de frutos de piña, en cuarta
etapa. ................................................................................................................................... 75
Cuadro 20. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los aspectos
de calidad poscosecha: incidencia y severidad de “pitting” en frutículo, acidez y
grados Brix, en cuarta etapa. ........................................................................................... 78
Cuadro 21. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los
parámetros relacionados a estrés fisiológico: pérdida de peso y tasa de
respiración, en cuarta etapa. ........................................................................................... 79
Cuadro 22. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre los parámetros
de color externo utilizando escala visual de uso comercial e instrumento
colorímetro, en cuarta etapa. ........................................................................................... 81
Cuadro 23. Efecto aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro de
color interno de frutas de piña evaluado mediante uso de instrumento colorímetro,
en cuarta etapa. ................................................................................................................. 81
Cuadro 24. Efecto de la aplicación de luz ultravioleta (UV-C) sobre el parámetro
de síntoma de daño en corona, en cuarta etapa. ......................................................... 82

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Colocación de frutos de piña sobre equipo de aplicación de radiación
tipo UV-C. ............................................................................................................................ 28
Figura 2. Flujo de proceso de manejo y aplicación de UV-C de frutos de piña
(Ananas comosus L. Merr.) Híbrido MD-2. .................................................................... 29
Figura 3. Ejemplo de método de evaluación de severidad de moho en superficie
de zona de corte de pedúnculo en frutos de piña. ....................................................... 36
Figura 4. Zona de la fruta de piña en donde se realizó medición de firmeza
interna. ................................................................................................................................. 37
Figura 5. Zona de la fruta de piña en donde se realizó medición de firmeza
externa. ................................................................................................................................ 38
Figura 6. Escala de evaluación de maduración de frutos de piña de uso
comercial. Fuente: BANACOL, 2011. ............................................................................. 39
Figura 7. Marco utilizado para delimitar 100 cm2 de la cara de los frutos de piña
expuestos a UV-C para evaluar incidencia y severidad de síntoma de “pitting” en
frutículo. ............................................................................................................................... 40
Figura 8. Caracterización de síntoma de quema en corona producto de
exposición a radiación UV-C. ........................................................................................... 41
Figura 9. Porcentaje de eficacia de control de incidencia de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante primera etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 47
Figura 10. Porcentaje de eficacia de control de severidad de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante primera etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 47
Figura 11. Valores de firmeza interna registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en primera etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 49
Figura 12. Valores de firmeza externa registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel para la primera etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 49
Figura 13. Porcentaje de eficacia de control de incidencia de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante segunda etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 56
Figura 14. Porcentaje de eficacia de control de severidad de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante segunda etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 57
Figura 15. Valores de firmeza interna registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en segunda etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
x

(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 58
Figura 16. Valores de firmeza externa registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en segunda etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 59
Figura 17. Porcentaje de eficacia de control de incidencia de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante tercera etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 66
Figura 18. Porcentaje de eficacia de control de severidad de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante tercera etapa del estudio. Barras
se refieren a valor de error estándar. ............................................................................. 66
Figura 19. Valores de firmeza interna registrados en evaluacióna salida de frío y
anaquel en tercera etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 68
Figura 20. Valores de firmeza externa registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en tercera etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 68
Figura 21. Porcentaje de eficacia de control de severidad de moho en pedúnculo
de frutos de piña expuestos a UV-C en comparación a tratamiento testigo, para
evaluaciones a salida de frío y anaquel durante cuarta etapa del estudio. Barras se
refieren a valor de error estándar. ................................................................................... 75
Figura 22. Valores de firmeza interna registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en cuarta etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 76
Figura 23. Valores de firmeza externa registrados en evaluación a salida de frío y
anaquel en cuarta etapa. Letras diferentes indican diferencias significativas
(p<0,05) por método de análisis de varianza y comparación de medias de LSD de
Fisher. .................................................................................................................................. 77

RESUMEN

Se realizó la aplicación de diversas dosis de radiación tipo UV-C sobre la
superficie de frutos de piña variedad MD-2, provenientes de fincas en Costa Rica
dedicadas a la producción con fines de exportación, dichas dosis fueron
distribuidas en cuatro etapas de la siguiente forma: primera etapa, consistió en un
estudio exploratorio, evaluando un rango de dosis según revisión de literatura,
seleccionado las dosis de: 1,3 kJ/m2; 6,7 kJ/m2; 13,4 kJ/m2 y 80,3 kJ/m2;
posteriormente se realizó la segunda etapa, en donde, tomando en cuenta los
resultados del ensayo exploratorio, se seleccionaron las dosis de: 0,7 kJ/m2; 4
kJ/m2; 8 kJ/m2; 20 kJ/m2 y 40,1 kJ/m2; finalmente, según los resultados de las
etapas anteriores, se ejecutaron la tercer y cuarta etapa, con la intención de
seleccionar un rango de dosis que logrará generar una recomendación de uso de
UV-C sobre frutos de piña, en dichas etapas se evaluaron las dosis de: 4 kJ/m2;
17,4 kJ/m2 y 30,8 kJ/m2, con la particularidad que en la cuarta etapa se aplicó cera
sobre las superficie de la cáscara de los frutos. El objetivo de aplicar las diversas
dosis de UV-C sobre la superficie de los frutos de piña, fue el de evaluar su efecto
sobre el desarrollo de incidencia y severidad de moho en corte en la zona del
pedúnculo, asociado a un complejo de hongos oportunistas entre los cuales se
encuentran Fusarium spp., Penicillium spp., y Aspergillus spp. Además, se analizó
el impacto de dicho método sobre los parámetros asociados a calidad poscosecha
de la fruta de piña para exportación, entre los cuales se encuentran: firmeza,
acidez, grados brix, “pitting” y color externo e interno del fruto; por otro lado, se
evaluó la incidencia y severidad de daño o “quema en corona”, tasa de respiración
y pérdida de peso. Los resultados en el presente estudio indican que la aplicación
de radiación UV-C posee un efecto positivo, disminuyendo la incidencia y
severidad del desarrollo de moho en la zona de corte del pedúnculo en
comparación con frutos no tratados. Cabe resaltar que las dosis consideradas
“bajas” menores a 1,3 kJ/m2 y “medias” de 1,3 kJ/m2 a 4,01 kJ/m2, presentaron
efectos similares y en algunas ocasiones resultaron ser más eficaces que las dosis
consideradas “altas” mayores a 6,7 kJ/m2, con la ventaja de no presentar un efecto
xii

negativo sobre las variables relacionadas a calidad como daño en corona o estrés
fisiológico; por lo que se recomienda continuar investigaciones con un rango de
aplicación de radiación UV-C entre 0,5 a 5 kJ/m2, ya que en el presente estudio,
se obtuvieron eficacias de disminución de incidencia de moho en corte con la
dosis en dicho rango, en promedio del 17% a salida de frío y 7% a salida de
anaquel; y en cuanto al manejo de severidad de moho en corte, las dosis
evaluadas en el rango mencionado, presentaron una eficacia promedio del 46% a
salida de frío y 42% a salida de anaquel, en comparación a frutas evaluadas en el
tratamiento testigo absoluto.

1-INTRODUCCIÓN

La piña (Ananas comosus L. Merr.) es uno de los productos de
comercialización agrícola más importantes a nivel mundial, en el año 2017, se
colocó como la tercer fruta tropical de mayor impacto internacional de
exportaciones después del banano y los cítricos (CANAPEP, 2018). La producción
de piña para el año 2017 alcanzó aproximadamente 25,9 millones de toneladas de
las cuales, 3,1 millones fueron exportadas a nivel mundial; de dichas cifras Costa
Rica se posicionó como el principal productor de piña, abarcando alrededor de
10% de la producción mundial, también, se ubicó como el mayor exportador de
fruta fresca abarcando el 67% de las exportaciones a nivel Internacional
(Altendorf, 2018).
La actividad piñera en Costa Rica generó 941,95 millones de dólares
producto de la exportación de fruta fresca durante el transcurso del año 2017,
concentrando el destino de las exportaciones en un 53% a Estados Unidos y un
46% al mercado Europeo (CANAPEP, 2018).
Además de la exportación de fruta fresca, en Costa Rica también ha crecido
la producción y exportación de jugo de piña, lo cual generó 156,4 millones de
dólares para el año 2017. En total las exportaciones relacionadas a la actividad
piñera abarcaron un 22,7% de las exportaciones del sector agrícola costarricense
durante el año 2017 (Mora, 2018). Además, cabe mencionar el impacto de dicha
actividad en la economía de la zona rural costarricense, en donde se concentra su
producción, la cual generó 3200 empleos de forma directa, habiendo registrados
250 productores, 145 exportadores y 58 plantas empacadoras ubicadas alrededor
del territorio costarricense (CANAPEP, 2018).

La innovación en el manejo poscosecha de frutos de piña para exportación,
se posiciona como un factor clave para asegurar los altos índices de calidad en el
comercio de la fruta, ya que un correcto manejo después de cosecha, evita su
deterioro durante el transporte y comercialización; con lo cual asegura su
aceptación y competitividad en los mercados internacionales ya establecidos, y a
la vez fomenta la apertura a nuevos mercados (Rodríguez, 2004), tal es el caso
del mercado chino, el cual se postula como un mercado meta para el destino de
las exportaciones de la piña costarricense en los próximos años, para lo cual la
fruta tendría que recorrer un viaje de alrededor de 30 días (CANAPEP, 2018).
Entre las principales limitantes en cuanto a control de calidad en el manejo
poscosecha de piña para exportación, se encuentra el desarrollo de moho en la
zona de corte del pedúnculo, dicho deterioro se asocia a la presencia de hongos
de los géneros Penicillium, Fusarium, Aspergillus, entre otros (Soto, 2017). El
desarrollo de moho es un factor de pérdida de fruta fresca y una de las principales
causas de rechazo de contenedores, lo cual produce pérdidas económicas a los
productores y disminución de la aceptación de la fruta en los mercados
internacionales (López, 2012).
El controldel desarrollo de moho en pedúnculo en piña a nivel de manejo
poscosecha, se ha concentrado en la aplicación de productos químicos, siendo el
triadimefon el fungicida de uso común en plantas empacadoras para exportación
en Costa Rica, el cual presenta un límite de residuos permitido de 5 mg/kg en
frutos de piña según normas internacionales de los alimentos (CODEX), lo que
provoca el establecimiento de restricciones de su uso, junto con otros
agroquímicos utilizados en el cultivo de piña, lo cual tiene como objetivo no
superar la presencia de residuos máxima permitida, las restricciones en presencia
de residuos se piensa podrían aumentar en los próximos años, principalmente
para la fruta con destino al mercado europeo (SFE, 2018).

El uso continuo del ingrediente activo triadimefon, ha provocado la
detección de casos de resistencia de patógenos a la aplicación de dicho fungicida,
disminuyendo su eficacia en el control del desarrollo de los hongos relacionados a
la presencia de moho en pedúnculo (López, 2012).
Existen métodos alternativos al uso de fungicidas en el manejo poscosecha
de frutas tropicales, sin embargo dichos métodos por lo general involucran
procedimientos físicos, como es el caso de los tratamientos térmicos y remoción
mecánica, los cuales usualmente provocan pérdida indirecta de calidad, afectando
negativamente características sensoriales y organolépticas de las frutas (Vargas,
2013).
Con el fin de incrementar la vida útil poscosecha de las frutas tropicales,
evitando o disminuyendo el uso de fungicidas, se han realizado esfuerzos por
innovar en “tecnologías amigables”, las cuales son tratamientos poscosecha no
agresivos contra la calidad estética y organoléptica de los frutos; y a la vez
eficientes en control de microorganismos patógenos. Entre las alternativas al
manejo convencional poscosecha, sobresalen: el control biológico y la exposición
a radiación ultravioleta tipo UV-C (Rivera et al. 2007).
El uso de irradiación de luz ultravioleta (UV) tipo C (UV-C), ha demostrado
ser eficiente en el control de microorganismos patógenos poscosecha en frutas
tropicales y algunas hortalizas, sin alterar las características de calidad
organolépticas, alargando su vida útil y con la ventaja de que no presenta
residuos del tratamiento en el tejido vegetal expuesto, además, no presenta
ningún tipo de efecto negativo sobre la salud de los consumidores finales (Civello
et al. 2006).
La eficacia de la aplicación de radiación ultravioleta UV-C como método
germicida depende de diversos factores, entre los cuales sobresalen: especie del
microorganismo, condiciones favorables de desarrollo de los diversos patógenos,
lugar de origen de la fruta, prácticas de cosecha, tipo de superficie de la fruta,
entre otros (Beltrán et al. 2010).
4

Se considera de suma importancia estudiar el efecto de la radiación UV-C
en el manejo poscosecha de piña, por lo que la investigación que se detalla a
continuación, se realizó con el fin de generar información sobre la eficacia de la
aplicación de radiación UV-C sobre el control de microorganismos asociados a la
presencia de moho en el corte, con el objetivo de aportar alternativas al uso de
fungicidas de origen químico, que permitan mantener altos índices de calidad, con
lo cual el sector piñero costarricense mantenga su protagonismo en el mercado
internacional, además, de favorecer el acceso a nuevos mercados y promover
nuevos tipos de producción, como es el caso de la exportación de piña orgánica.

2-ANTECEDENTES

2.1. Generalidades del cultivo de piña

El fruto de piña (Ananas comusus L. Merr.) pertenece en nivel taxonómico
a la clase Angiosperma, subclase Monocotiledoneas, familia Bromeliaceae,
subfamilia Bromelioidae y al género Ananas (León, 1987).
La planta de piña es de tipo herbácea, alcanza una altura aproximada de un
metro, con una vida útil en campo de alrededor de 25-30 meses después de
siembra y suele presentar dos eventos de cosecha por ciclo productivo (Ortiz,
2013).
La piña es un fruto compuesto, formado por alrededor de 200 frutículos,
tiene forma cilíndrica, con una corona de hojas, la cual es una continuación del
meristemo original que se extiende a través del fruto (Delgado y Arango, 2015).
La piña es un fruto no climatérico, es decir, no continúa madurando
después de la cosecha, pero su color verde puede cambiar a un color más claro o
amarillento debido a que la clorofila del fruto continúa degradándose. Tiene un
sabor levemente ácido durante su madurez fisiológica, debido, principalmente a la
presencia de ácido cítrico, el parámetro sensorial de acidez, presenta disminución
después de la cosecha favorecido por el contenido de azúcares en la pulpa (Fifes
Gold, 2011).
El fruto de piña se destaca por la presencia de cualidades nutricionales y
sensoriales que han facilitado su promoción en mercados internacionales, entre
sus cualidades resalta los altos contenidos de bromelina, la cual es una enzima
que estimula los procesos de degradación digestiva, actuando como sustituto de
jugos gástricos, mejorando la digestión y el control de parásitos intestinales
(Zambrano y Castellano, 1997).

La producción de piña a nivel mundial se concentra en las zonas tropicales
que no presentan heladas, entre los paralelos 33 Norte y Sur, los principales
países exportadores de fruta fresca a nivel Internacional en orden de importancia
son: Costa Rica, Brasil, Filipinas, Tailandia e Indonesia (CANAPEP, 2018). El
destino de las exportaciones de piña se concentran en los mercados de Estados
Unidos y los países asociados a la Unión Europea, en ambas regiones
las importaciones de piña crecieron anualmente un 10% en cantidad y 13% en
valor económico durante el período 2000 al 2010 (FAO, 2018).
En el caso de Costa Rica, la producción de piña se distribuye en tres zonas
geográficas del país, las cuales son: Región Huetar Norte (56% del área de
siembra), Región Huetar Atlántica (25% del área de siembra) y Región Pacífico
(19% de área de siembra), abarcando un total de 44500 hectáreas del territorio
costarricense, en donde la producción promedio en proyectos medianos a grandes
de siembra se estima de 80 a 120 toneladas por hectárea, de las cuales alrededor
del 75-85% de piña cuenta con los parámetros de calidad necesarios para ser
exportada como fruta fresca, siendo el restante 15-25% fruta de rechazo destinada
al mercado local o procesos de industrialización (CANAPEP, 2018).
En Costa Rica, la producción comercial de piña se concentra en la
utilización de la variedad "MD2” o “Golden”, ya que es el más apetecida por los
mercados internacionales debido a sus cualidades organolépticas y sensoriales
(Solano, 2015).
La variedad MD-2, es un cultivar hibrido derivado de la variedad Cayena
lisa, su producción y comercialización en Costa Rica inició de manera formal
alrededor de 1999, entre sus características principales se encuentran: ciclo corto
de producción comparado con las demás variedades anteriormente utilizadas, alto
rendimiento por área de siembra y un alto grado de dulzor y jugosidad; lo cual la
ha posicionado como la variedad de mayor auge y demanda en el mercado
internacional (Alfaro, et al. 2016).

2.2. Manejo Poscosecha de piña para exportación.

El objetivo del manejo poscosecha de los frutos de piña es asegurar que la
calidad proveniente del campo se mantenga lo mejor posible hasta llegar al
consumidor final.
Las prácticas de manejo poscosecha de piña en Costa Rica para
exportación son: lavado y desinfección de la fruta con agua clorada, selección y
eliminación de frutos con defectos o presencia de infección de plagas y/o
enfermedades, aplicación de cera y fungicida, clasificación y empaque por tamaño
de fruto,paletizado, enfriamiento a temperatura de 7-8°C, carga en contenedores
y por ultimo transporte marítimo o aéreo (Cerdas y Montero, 2005).

2.3. Parámetros de calidad de piña requeridos en mercados internacionales.

Dentro de los principales parámetros de calidad evaluados y seleccionados
en el proceso de manejo poscosecha de piña para exportación se encuentran:
forma, peso, tamaño, color de la cáscara, firmeza, contenido de sólidos solubles,
acidez de la pulpa, “pitting” o desarrollo de frutículo, ausencia de presencia de
daños por plagas o enfermedades en campo, presencia de daño mecánico o
enfermedades poscosecha (Zahner, 2012).

Aspecto, peso y tamaño de fruto

La fruta de piña debe de ser cilíndrica o ligeramente cónica, estar libre de
deformaciones, daños en cáscara, grietas, heridas y libre de síntomas de infección
por plagas o enfermedades. La corona debe de estar firme, derecha, de coloración
verde, apariencia fresca y tener una longitud promedio de 1 a 1,5 veces el largo
del fruto (Arias, 2007).

El peso del fruto de piña oscila entre 1 a 3,5 kg, sin embargo
comercialmente es preferible un peso de alrededor de entre 1,5 a 2 kg por unidad
(Pizarro, 2015).
El tamaño del fruto suele ser entre 11 a 13 cm de diámetro, a la hora de
empacar la fruta se seleccionan tamaños uniformes, los cuales definen la cantidad
de piñas por caja, lo que a nivel comercial se conoce como “calibre”, lo cual
especifica la cantidad de frutos por caja, así por ejemplo, una fruta “calibre 6”,
significa que se almacenan 6 frutos por caja de tamaño homogéneo (Cerdas y
Montero, 2005).

Color de la cáscara

El color de la cáscara de los frutos de piña debe ser uniforme dentro de las
cajas y el cargamento en general. Para definir el color externo de la fruta de piña
se utilizan escalas hedónicas que van desde valores bajos como 0 ó 1 hasta
valores altos que pueden ser de 5 a 7 según la escala que se utilice, siendo el
valor más bajo fruta totalmente verde y el valor más alto fruta totalmente amarilla;
el porcentaje de amarillo ideal de cosecha dependerá del mercado destino, por
ejemplo, si la fruta se dirige hacia el mercado europeo, se prefiere una fruta con
porcentaje de amarillo bajo (grado 0-1) ya que debe de recorrer alrededor de 14
días de viaje según sea el país destino, por otro lado, la fruta con destino a
Estados Unidos se selecciona con un porcentaje de amarillo levemente mayor
(grado 1-2) ya que el recorrido suele ser de alrededor de 7 días (Camacho y
Saborío, 1996).
Parte del proceso de selección de fruta por color externo, es eliminar las
frutas que presenten decoloración de la cáscara, lo cual se presenta como un
color blanco o “pálido”, dicho síntoma se considera un desorden fisiológico que se
relaciona con quema por sol producto de la incidencia directa del sol sobre la
cáscara, se presenta principalmente en frutas que se desarrollaron en las orillas
de la plantaciones (Barrera, et al. 2001).

Firmeza interna (pulpa) y externa (cáscara)

La fruta debe de presentar tanto a nivel interno como externo un aspecto
firme, libre de partes suaves o “magulladas”, la firmeza se mide por medio de
penetrómetro que cuantifica la resistencia a la penetración en Newton (N). El valor
de firmeza ideal dependerá del grado de maduración y destino de la fruta. La
firmeza es uno de los parámetros de calidad más importantes a nivel de calidad
sensorial, lo cual tiene un rol relevante en la aceptación por parte de los
consumidores finales (García et al. 2011).
Por lo general, la firmeza de las frutas cambia debido a eventos de estrés
como daño mecánico, estrés térmico, deshidratación, deficiencia nutricional,
infección de plagas y/o enfermedades, los cuales pueden provocar el
desencadenamiento de procesos degradativos de las paredes y membranas
celulares, lo que produce que las frutas de piña se tornen blandas y susceptibles
a deteriorarse durante el manejo poscosecha (Cerrato, 2013).
Grados Brix

El contenido de sólidos solubles, se relaciona con el porcentaje de azúcares
y dulzor de la piña, dicho parámetro tiene gran impacto en la calidad sensorial y
aceptación por el consumidor final. El valor recomendado de porcentaje de sólidos
solubles reportado en las mediciones de muestras tomadas de plantas
empacadoras de fruta dispuestas a ser exportadas se encuentra entre 11-13
grados Brix (García y Rodríguez, 2006).
Acidez

La acidez, es un parámetro importante de calidad sensorial, se evalúa como
porcentaje de acidez titulable, calculando el porcentaje de ácido más común
presente en la fruta de piña, el cual es el ácido cítrico. El valor de ácido cítrico
recomendado para exportación es de 0,5 a 1,5 g de ácido cítrico por cada 100
gramos de jugo de la fruta (Gadea, 2010).

“Pitting”

El ““pitting”” o DPA por sus siglas en inglés (Dehydrated Pitted Areas)
también conocido como “Sunken”, es un síntoma que se caracteriza como
hundimiento y oscurecimiento del borde del frutículo. Dicho síntoma avanza
conforme transcurre el tiempo en poscosecha y puede llegar a abarcar gran parte
de la superficie del frutículo, el síntoma se mantiene en la cáscara y no profundiza
a la pulpa del fruto. Las causas de dicho daño no se han esclarecido del todo. Se
relaciona a causas abióticas-fisiológicas como estrés térmico que induce
deshidratación del tejido. También se ha relacionado con estrés nutricional, el cual
podría estar relacionado a deficiencia de contenido de calcio y silicio de la fruta de
piña (Alvares y Moreno, 2010).

Daño Mecánico

Los frutos de piña deben de estar libre de síntomas de daño mecánico, tal
es el caso de golpes, heridas, hundimientos y cortes; ya que desde el proceso de
cosecha hasta empaque existen diversos factores que pueden provocar daño a la
fruta, entre los cuales resaltan: práctica de desprendimiento de la planta madre,
movimiento de fruta en bandas trasportadoras y elevadores, acomodo en campo,
transporte en carretas o camiones a planta empacadora y empaque (Garita, 2014).
En el caso de la variedad “MD2”, esta presenta una alta susceptibilidad al
daño mecánico durante el proceso de cosecha, transporte y manejo en planta
empacadora, lo cual podría inducir deterioro de calidad del fruto, lo que repercute
en pérdidas económicas para los productores. Los daños mecánicos inducen alta
susceptibilidad de los frutos a otros daños poscosecha como desarrollo de
enfermedades provocadas por microorganismos fitopatógenos “oportunistas”
(Charpentier, 2001).

Sanidad del fruto “precosecha”

Uno de los aspectos de calidad de mayor impacto a la hora de evaluar los
frutos de piña para exportación es la “sanidad del fruto”, derivado del manejo
agronómico durante su desarrollo en campo. La piña una vez en la planta
empacadora, debe de estar libre de infección de plagas o patógenos que
favorezcan el desarrollo de malos olores, cambios de sabor e inclusive
podredumbres (MAG, 2010). A continuación se detallan las principales
enfermedades que afectan al cultivo de piña durante su proceso de maduración
fisiológica en campo.
Pudrición bacteriana de cogollo y fruta: El agente causal es la bacteria
del genero Erwinia, las especies asociadas son carotovora y chrysanthemi
(Vargas, 2009). Usualmente su infección es oportunista en etapas cercanas o
posteriores a maduración fisiológica, suele estar relacionada a presencia de
heridas provocadas por labores de finca o cosecha, también se ve favorecida por
alta concentración de humedad en el terreno, condiciones de estrés térmico,
hídrico o nutricional (Nurnadirah et al. 2018).
En el caso de E. carotovora, el síntoma se presenta en las hojas basales y
tallo, las hojas se doblan, desprenden y dejan una herida húmeda y necrótica con
fuerte olor a amoniaco tipo “orina”(Bustos, 2004).
En cuanto a E. chrysanthemi, el daño inicialmente se presenta en la parte
basal del fruto, el cual presenta una necrosis acuosa y blanda, en donde no se
observan halos de avance, pero si la lisis del tejido, también afecta a las hojas
brácteales, las cuales pueden llegar a presentar engrosamiento, decoloración y
pudrición de la epidermis (BANACOL, 2010).

Pudrición de raíz, cogollo, fruto y hoja: En Costa Rica el agente causal
se asocia a la presencia del hongo del género Phytophtora y las especies
asociadas: P. parasitica, y P. cinnamomi (MAG, 2010). Además, Espinosa et al.
(2015), identificaron en México como agente causal del síntoma de pudrición de
cogollo al hongo P. nicotianae. La infección de las diversas especies se favorece
en temporada lluviosa, en donde, hay intervalos de altas temperaturas y humedad.
La infección afecta diversos tejidos de la planta de piña en su desarrollo en
campo. En el caso de la raíz, se presenta como tejido necrótico no funcional, la
planta se desprende fácilmente del suelo; en el caso del fruto, se presenta una
necrosis basal, el tejido se torna blando, en condiciones de alta humedad se
puede observar en la cáscara presencia de micelio blanco con una pudrición seca;
en el caso de las hojas, el síntoma inicia con una clorosis de las puntas de las
hojas apicales, conforme se desarrolla la enfermedad se necrosa el tejido foliar
provocando podredumbre y desprendimiento (Sandoval y Torres, 2011).
Fusariosis: El agente causal es el hongo Fusarium guttiforme, actualmente
no se ha identificado la especie en Costa Rica, en Brasil se ha reportado dicha
especie como el agente causal de la enfermedad (Ploetz, 2006 citado por López,
2012). El hongo F. guttiforme, es capaz de provocar infecciones aun cuando no se
presentan heridas, además, produce esporas llamadas clamidosporas las cuales
poseen una estructura de pared gruesa que las hace resistente a condiciones
ambientales desfavorables. Esta característica induce la incidencia y severidad de
la enfermedad en campo una vez las condiciones son favorables, por ejemplo,
altas temperaturas, fuertes lluvias y alta humedad relativa favorecen el desarrollo
de la enfermedad. El síntoma principal se observa en la raíz, en la cual se observa
tejido necrótico, acuoso, con crecimiento de micelio, lo que provoca clorosis en las
hojas, reducción de tamaño de fruto y desprendimiento de la planta (OIRSA,
2018).

2.4 Enfermedades poscosecha

Si bien la piña para exportación es seleccionada antes del empaque final
eliminando aquellos frutos que presenten síntomas de enfermedades producto de
infecciones bacterianas y/o fúngicas además de desórdenes fisiológicos. A la hora
de evaluar y seleccionar la fruta, se pueden omitir enfermedades en síntomas
iniciales no detectables a la vista o que se encuentren en periodo de latencia,
además, que la zona de corte del pedúnculo de cosecha es una herida expuesta
que suele favorecer el desarrollo de enfermedades durante el manejo poscosecha
(Castañeda, 2003)
Barquero (2010), menciona que el desarrollo de enfermedades poscosecha
es la principal limitante en control de calidad en la cadena de comercialización de
piña en presentación de fruta fresca de Costa Rica y en mercados internacionales,
al desarrollarse los síntomas de las enfermedades durante transporte y/o entrega
de la fruta en el mercado destino, provocando pérdidas, devolución y rechazo de
la fruta, lo cual tiene un alto costo económico.
Entre las principales enfermedades que se desarrollan a nivel de
poscosecha después del corte se encuentran: Thielaviopsis paradoxa, pudrición
de frutículo y mohos de los géneros Penicillium spp., y Fusarium spp. (Zhaner,
2012).

Thielaviopsis paradoxa “Pudrición negra”

Se presenta en los frutos con niveles avanzados de madurez, la presencia
de síntomas se suelen observar una vez la fruta ha arribado a los destinos de
exportación. Afecta principalmente frutos que se destinan a mercados europeos,
ya que el tiempo de transporte se suele duplicar en comparación al mercado
estadounidense, el cual tarda alrededor de siete a diez días en realizar
desalmacenaje de la fruta (Wijesinghe et al. 2011).

El agente causal de la “Pudrición negra” es el hongo T. paradoxa, el cual es
un saprófito por lo que puede sobrevivir en restos de tejido vegetal. Además, el
hongo produce esporas asexuales las cuales pueden sobrevivir hasta periodos de
un año, las infecciones se desarrollan en heridas, ya sea en la cáscara o
pedúnculo, también se puede desarrollar en los frutículos de la cáscara una vez la
fruta presenta estados avanzados de maduración, el síntoma, en el caso de la
pulpa, se observa como una pudrición oscura, con presencia de micelio que
contiene macrosporas del hongo, el fruto desprende olor a fermentado producto de
fermentación de la glucosa de la pulpa. En el caso de la cáscara, se observa
pudrición suave y acuosa, coloración amarillenta o café claro; y en cuanto a la
infección en el corte del pedúnculo, se observa una pudrición acuosa con
presencia de micelio oscuro. La infección suele presentarse entre 8 a 12 horas
después de realizar el corte de la fruta, por lo que en el momento de selección por
sanidad poscosecha los síntomas son iniciales y en algunos casos imperceptibles
(Alvarado et al, 2006).

Pudrición de frutículo

El frutículo puede resultar una entrada natural para patógenos. La infección
de microorganismos en el frutículo se ve favorecida por golpes, exudados de la
fruta e intervalos de mal manejo de temperatura de almacenamiento y transporte.
Según Mourichon (1998), Reyes (1999) y Pettey et al (2006) citados por Castro
(2015), en el 70% de los casos en donde se presenta la enfermedad de pudrición
de frutículo están asociados a la presencia del hongo Penicillium funiculosum, en
asocio con hongos del género Fusarium. El síntoma de dicha enfermedad se
presenta como oscurecimiento del tejido del frutículo en la parte central y
presencia de pudrición acuosa (Vargas, 2008).

Mohos en corte

La presencia y desarrollo de moho en zona de corte del pedúnculo a nivel
poscosecha, se asocia a la infección por hongos oportunistas. En el caso de Costa
Rica diversos estudios han identificado varios de los microorganismos asociados a
la enfermedad, así, Barquero (2010), López (2012), Reyes (2012), Monge (2015),
Castro y Umaña (2015), (Soto, 2017); señalaron como los principales géneros de
hongos relacionados a la presencia de moho a: Penicillium spp., Fusarium spp.; y
Aspergillus sp. Cabe resaltar la identificación por parte de Castro y Umaña (2015),
de las especies P. purpureogenum y P. diversum en el desarrollo de moho en
pedúnculo en las principales zonas de producción de piña de Costa Rica.
Generalmente la presencia de dichos hongos se da en asocio con bacterias y
levaduras (Soto, 2017).
En cuanto a los hongos del género Penicillium, se caracterizan por producir
conidios asexuales; y su inóculo se encuentra en el suelo, superficie de plantas,
atmósfera y agua (Barquero, 2010). Droby et al. (1993). mencionan que los
hongos de dicho género se comportan como un patógeno latente, el cual
aprovecha las heridas de cosecha y manejo poscosecha de frutas tropicales para
la infección en el fruto.
El moho, se caracteriza como un desarrollo de micelio de los hongos
mencionados, con diversas coloraciones entre las cuales sobresalen las blancas,
rojizas y verdes, asociado a la diversidad de microorganismos presentes, dicho
síntoma se puede presentar tanto en cáscara como en el pedúnculo de la fruta.
Sin embargo, a nivel comercial, el problema se acentúa en la zona de corte, ya
que es una herida abierta ideal para la infección de hongos y demás
microorganismos (Garita, 2014).
Castro y Umaña (2015) mencionanque el inóculo de los hongos
provocadores de moho, suele encontrarse en las aguas de lavados, las ceras
aplicadas al fruto e inclusive en los contenedores donde se almacena y transporta
la fruta, lo que dificulta aún más el control poscosecha de dicha enfermedad.
16

2.5 Manejo de enfermedades poscosecha

El manejo de enfermedades a nivel de poscosecha en piña ha sido
tradicionalmente mediante la desinfección de la fruta con agua clorada utilizando
hipoclorito de sodio a dosis de 100-200 mg/L, con el objetivo de disminuir la carga
de inóculo inicial y posteriormente realizar la aplicación de fungicidas tales como
procloraz, benzimidazoles y el triadimefon (Monge, 2015) y recientemente
aprobado en Costa Rica el ingrediente activo fludioxonil para uso de desinfección
poscosecha (SFE, 2018).
El manejo tradicional de enfermedades poscosecha en piña, presenta entre
sus limitantes: aumento en la regulación de los niveles de residuos de productos
químicos en tejidos vegetales por parte del mercado europeo (SFE, 2018) y la
disminución de la eficacia de fungicidas sistémicos para el control de
enfermedades poscosecha. López (2012), menciona resultados de baja eficiencia
en cuanto a la inhibición de hongos de los géneros Fusarium y Penicillium
asociados a la presencia de moho en corte mediante el uso del fungicida
triadimefon, el cual menciona la autora, es el más utilizado en el manejo
poscosecha de piña para exportación en Costa Rica.
Entre las alternativas al uso de fungicidas de origen químico en el manejo
poscosecha tradicional de frutos de piña, sobresale el uso de fuentes orgánicas,
así por ejemplo, Alvarado et al. 2006, evaluaron el efecto de la aplicación
poscosecha de productos botánicos y biológicos, obteniendo resultados positivos
en el control del desarrollo de moho y pudriciones en corte luego de la aplicación
de productos botánicos a base de extractos de diversos tipo de semillas, Monge
(2015), menciona resultados favorecedores en el control de enfermedades
poscosecha utilizando peróxido de hidrogeno como medio de desinfección. De
igual forma, Soto (2017), menciona resultados positivos en la reducción de
severidad de daño en pedúnculo de patógenos causantes de moho, mediante la
aplicación de microorganismos antagónicos como B. subtilis en mezcla con la
levadura Pichia caribbica.

Diversos autores reportan efectos de disminución de patógenos
poscosecha en frutos tropicales producto de la aplicación de radiación UV-C sobre
la superficie del tejido vegetal, ubicando dicho método como una de las
alternativas más promisoras para sustituir o disminuir la dependencia de control
químico poscosecha en dichos frutos (Falguera, et al. 2011).

2.6. Uso de luz Ultravioleta tipo UV-C como método alternativo de
desinfección en frutos tropicales

La literatura menciona cuatro regiones del espectro de radiación
electromagnético con diferentes longitudes de onda cada uno, las cuales son: UV-
vacío entre 100 y 200nm, UV-C (Luz Ultravioleta) entre 200 y 280 nm, UV-B entre
280 y 315 nm, UV-A entre 315 y 400nm. La radiación tipo UV-C corresponde al
segmento del espectro electromagnético que se encuentra entre los rayos X y la
luz visible. La fuente de luz ultravioleta para uso comercial se genera
artificialmente, comúnmente por medio de lámparas de mercurio de baja y
mediana presión (Phillips, 1983).
Se ha comprobado el efecto germicida de la aplicación de radiación
ultravioleta (UV-C), especialmente a longitudes de onda alrededor de 254nm
(Artes y Allende, 2005). El uso de radiación con UV-C como método de
desinfección ha sido utilizado de forma general en tres áreas: Desinfección del
aire, esterilización de líquidos y la inhibición de microorganismos en superficies
(Civello et al. 2006).
En la industria alimentaria, la irradiación UV-C se ha utilizado con la
intención de eliminar microorganismos presentes en el aire y superficies en donde
se realiza procesamiento de carnes y vegetales; también, se utiliza como método
de desinfección de líquidos como agua, jugos de frutas, leche, entre otros;
además, se aplica sobre superficies de productos de alimentos de origen animal
(Muller et al. 2011). A nivel de manejo de productos vegetales, no se logró
encontrar un caso donde se utilice la aplicación de UV-C incorporada a la línea de
proceso de desinfección poscosecha de plantas empacadoras a nivel comercial.
18

Dentro de las principales ventajas de la aplicación UV-C como medio de
desinfección de alimentos se encuentran: cero presencia de residuos, no tiene
impacto en la salud de los consumidores y utilizando dosis adecuadas no altera
las propiedades organolépticas de calidad como aroma, aspecto y sabor de los
vegetales y frutos expuestos (Márquez y Prettel, 2013).
Modo de acción “Germicida” de UV-C

El efecto germicida de la radiación UV-C sobre los microorganismos que
afectan procesos en la industria alimentaria, se da por medio de daño sobre el
ADN de los patógenos que tienen contacto directo con la radiación, el ADN del
microorganismo absorbe la radiación la cual es perjudicial para la célula
conduciendo a la inactivación, por ende la inhabilitación de reproducirse y generar
daños en tejidos y eventualmente induce a la muerte celular (Ribeiro et al. 2012).
Parámetros que afectan UV-C como método de desinfección

Existen diversos factores que definen la efectividad de la aplicación de
radiación UV-C como método de desinfección germicida, entre los principales
parámetros sobresalen:
Tipo de superficie de aplicación: el efecto de la aplicación de UV-C, solo
tiene efecto sobre los microrganismos que tienen contacto directo con la radiación,
por lo que su eficacia se ve favorecida en superficies planas, en donde los
patógenos se encuentren totalmente expuestos a la radiación UV-C (Shama,
2007).
Características del microorganismo: Koutchma et al. (2009), mencionan
que la variedad de cepas de especies de microorganismos, derivadas de su origen
geográfico y condiciones de desarrollo pueden afectar la efectividad de la
aplicación de UV-C; también mencionan que la cantidad de microorganismos, la
etapa del ciclo de vida e inclusive la composición del ADN, tienen un efecto sobre
la eficacia de UV-C como tratamiento desinfectante, en donde altos contenidos de
timina favorece el efecto letal sobre los microrganismos producto de la exposición
a radiación UV-C.
19

Intensidad de aplicación: La intensidad de la aplicación de UV-C está
relacionada a la capacidad de la fuente de radiación utilizada (la radiación UV-C
es medida en Watts (W)) por otro lado, la Intensidad (I) o energía por unidad de
área en la superficie aplicada se mide en Watts/m², la dosis de aplicación de luz
ultravioleta toma en cuenta la Intensidad y el tiempo de exposición en segundos,
utilizando la fórmula: Dosis= Intensidad (Watts/m²) * Tiempo (segundos), la dosis
de UV-C se mide en unidades de Joules por metro cuadrado (Dosis UV-C= J/m²)
donde un Joule equivale a un Watts por segundo (1J=1W/seg) (Protasowicki 2002,
citado por Quicho 2005).
La intensidad y dosis utilizada para el control de microrganismos debe ser
estudiado para cada caso en específico, especialmente en el uso en tejidos
vegetales que varían en cuanto a tipo, grosor y rugosidad, por lo que se debe de
investigar el efecto de UV-C en los diversos tipos de frutos y vegetales de forma
individual, con el fin de generar dosis que presenten control sobre los
microrganismos sin afectar daños al tejido y células, lo cual podría resultar
contraproducente y generar grandes pérdidas de recursos (Pombo et al. 2009).

2.7 Referencias en el uso de UV-C en manejo poscosecha

Existen diversos estudios académicos relacionados al uso de dicha
tecnología en el manejo poscosecha en frutos tropicalesy vegetales frescos, lo
que coloca en evidencia el interés de continuar generando información en cuanto
al uso de radiación UV-C como medio de desinfección en manejo poscosecha.
Algunos de los principales estudios relacionados al uso de UV-C como
método de desinfección de frutos y vegetales a nivel poscosecha en Costa Rica
son:
Mata (2012), analizó el efecto de la aplicación de UV-C sobre frutos de
mango para exportación evaluando dosis de: 3,28 kJ/m2; 6,57 kJ/m2; 9,86 kJ/m2 y
13,15 kJ/m2; y en una segunda etapa evaluó dosis de 3,28 kJ/m2 y 6,57 kJ/m2
complementado con aplicación de cera sobre la cáscara de frutos de mango en
manejo poscosecha. Las dosis de 3,28 kJ/m2 y 9,86 kJ/m2 sin aplicación de cera
provocaron daños en cáscara, reportado como un síntoma de oscurecimiento tipo
“quema”, por otro lado la dosis de 6,57 kJ/m2 sin cera, provocó disminución de
acidez de la pulpa en comparación a testigo absoluto. Las dosis de 6,57 kJ/m2 y
9,86 kJ/m2 sin aplicación de cera mostraron reducciones de las poblaciones de
bacterias aerobias y hongos en la superficie de la fruta en un 70% en comparación
a tratamiento testigo. La aplicación de cera tuvo un efecto positivo en la
disminución de la incidencia de antracnosis en cáscara en las dosis de 3,28 kJ/m2
y 9,86 kJ/m2 en comparación a frutos tratados con UV-C sin cera, disminuyendo
en un 30% la presencia de la enfermedad en frutos tratados con UV-C
complementado con cera en comparación a frutos solamente expuestos a
radiación UV-C.

Román (2015), estudió el efecto de la exposición UV-C sobre el tejido de
frutos enteros de: banano, piña y melón; evaluando tiempos de exposición de 30;
60 y 150 segundos, equivalentes a 186 J/m2; 372 J/m2 y 930 J/m2. Obtuvo
menores conteos significativos de poblaciones (UFC) y menores porcentajes de
severidad de mohos en la zona de pedúnculo en las tres frutas mencionadas
tratadas con dosis de 930 J/m2 de UV-C. En dicho estudio se mencionó
afectaciones en parámetros de calidad, entre los cuales sobresale, disminución
significativa de firmeza de la pulpa en piña en frutos tratados a 150 J/m2, cambios
de sabor según panel sensorial en melón en frutos tratados a 150 J/m2 y
oscurecimiento de la cáscara de banano producto de la exposición de todas las
dosis de UV-C analizadas.
Ruiz (2017), analizó el efecto de la aplicación de UV-C sobre el tejido de
frutos de melón (Cucumis melo L.), encontró una disminución de presencia y
severidad de patógenos relacionados a moho en corte, en los tipos de melón
Cantaloupe y Honey Dew, en las dosis de 8 y 12 kJ/m2. Cabe resaltar que dicho
autor menciona daños relacionados a la exposición de UV-C de los frutos de
melón caracterizados como oscurecimiento de la cáscara principalmente en la
variedad Honey Dew expuestos a dosis de 12 kJ/m2.
Matamoros (2017), estudió el efecto de la aplicación poscosecha de
radiación UV-C sobre frutos de papaya (Carica papaya) Híbrido “Pococí”. No
reportó ninguna eficacia para el control de los patógenos en cáscara ni zona de
corte del pedúnculo, por otro lado; indicó oscurecimiento del tejido de la cáscara
del fruto, aumento de los tonos rojos y amarillos de la cáscara y mencionó la
detección de disminución en la firmeza de la cáscara de frutos expuestos a dosis
de 7,7 kJ/m2.
A nivel internacional, los estudios relacionados a la aplicación de UV-C
como método de desinfección poscosecha de frutos tropicales, resaltan los
siguientes:

Stevens et al. (1996), evaluaron el efecto de la exposición a las dosis de 0,
4.5, 7.8, 20 y 40 kJ/m2, sobre frutos de manzanas (“Golden Delicious”) obteniendo
en dosis de 7,8 kJ/m2 disminución significativa el desarrollo de las pudriciones
causadas por C. gloesporioides y Monilinia sp., en el mismo estudio se evaluó las
dosis mencionadas sobre la cáscara en cítricos (Citrus × sinensis L.) donde a
dosis de 4,5 y 7,8 kJ/m2 se inhibió el daño causado por el moho verde (Penicillium
digitatum), de igual forma en la dosis de 7,8 kJ/m2 en tangerinas (cv “Marsh
Seedless”) disminuyó significativamente el desarrollo de la pudrición negra en
cáscara asociada al hongo Alternaria citri.
Li et al. (2010), estudiaron el efecto a la exposición de dosis de 1 kJ/m2; 5
kJ/m2 y 10 kJ/m2, sobre la cáscara de frutos de pera inoculados con los patógenos
Monilinia fructicola, obteniendo disminución significativa de la severidad de daño
en cáscara en los tres tratamientos UV-C evaluados en comparación a testigo
absoluto.
Begum et al. (2009); investigaron el efecto a la exposición in vitro de
radiación UV-C a dosis de 4,6 kJ/m2 de los hongos Aspergillus flavus, Aspergillus
niger, Penicillium corylophilum y Eurotium rubrum, asociados a presencia de moho
en diversos frutos tropicales, obteniendo resultados de disminución significativa en
el desarrollo in vitro de las especies A. flavus, P. corylophilum y E. rubrum.
Cuvi et al. (2013), analizaron el efecto de la aplicación de radiación UV-C a
dosis de 12 kJ/m2, sobre el desarrollo de los patógenos poscosecha Rhizopus sp.,
y Phytophthora sp., en frutos de najaranjilla (Solanum quitoense) reportando una
disminución del 50% del desarrollo de daño en frutos inoculados con dichos
hongos en comparación a frutos inoculados no tratados con UV-C.

Huang et al. (2015), midieron el efecto de la aplicación poscosecha de UV-
C a dosis de 4 kJ/m2 solo y en combinación con inoculación de la levadura P.
cecembensis, sobre la incidencia y severidad de los microrganismos Fusarium
oxysporum y Alternaria alternata inoculados en la zona cáscara de frutos de
23

melón, obteniendo resultados positivos de un 25% menos de incidencia y 50%
menos de severidad para ambos microorganismos evaluados posterior a la
exposición de la dosis de 4 kJ/m2. En el caso de los tratamientos en donde se
combinó la dosis de 4 kJ/m2 más inoculación de la levadura P. cecembensis, la
disminución de la incidencia y severidad aumentó en un 35% en comparación a la
aplicación de radiación UV-C por separado. Por lo que los autores de dicho
estudio indican que el uso de UV-C puede mejorar su rendimiento si se combina
con otros métodos alternativos, como lo es el control biológico.
Quintero et al (2013), elaboraron una revisión de literatura de estudios en
donde se aplicó UV-C como método de desinfección poscosecha en frutas y
vegetales, en dicho estudio se menciona a la aplicación de radiación UV-C con
efectos positivos en cuanto a control de microrganismos patógenos, en diversos
frutos y vegetales tropicales; además, señalan que la exposición del tejido vegetal
a la radiación UV-C no solo presenta un efecto germicida eliminando o inactivando
el desarrollo de organismos patógenos, sino además, tiene un efecto indirecto
denominado por el autor como “hormesis”, el cual define como la aplicación de un
agente de estrés que ocasiona cierto grado de daño al tejido, que en dosis bajas
induce respuestas a dicho estrés, provocando cambios fisiológicos como modo de
respuesta de defensa. Algunos de los resultados que mencionan los autores en la
revisión que validan dicho efecto son: exposición a dosis de 4 kJ/m2 en cáscara de
arándanos (Vaccinium corimbosum) cvs Collins, Bluecrop, provocó aumento
significativo en el contenido de antocianinas en comparación a tratamiento no
irradiado; disminución de daño por frío en frutos de banano tratados con dosis de
0,04 kJ/m2; aumento significativo de contenido de flavonoides y fenoles totales en
frutos de carambola (Averroha carambola L.) expuestos a dosis de 13 kJ/m2, entre
otros.

3-OBJETIVO GENERAL

Determinar el efecto de la aplicación de radiación con luz ultravioleta (UV-C)
sobre el desarrollo de moho y características fisicoquímicas relacionadas a la
calidad poscosecha en piña (Ananas comosus L. Merr.) Híbrido MD-2.

4-OBJETIVOS ESPECÍFICOS1. Determinar el efecto de la aplicación de diferentes dosis de irradiación de
luz ultravioleta UV-C sobre el desarrollo de moho en pedúnculo y cáscara
en frutos de piña.

2. Determinar el efecto de la aplicación de diferentes dosis de irradiación de
luz ultravioleta UV-C sobre las características fisicoquímicas relacionadas a
calidad de piña para exportación.

3. Generar un rango recomendado de dosis de radiación UV-C para el
manejo poscosecha de moho en pedúnculo de piña sin afectar los
parámetros de calidad de piña para exportación.

5- METODOLOGÍA

Localización

La investigación se realizó en las instalaciones del Laboratorio de
Tecnología Poscosecha (LTP) del Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA)
de la Universidad de Costa Rica (UCR). Ubicado en la Ciudad universitaria
Rodrigo Facio, San José, Montes de Oca, Costa Rica.

Material Experimental

La materia prima utilizada correspondió a frutos de piña (Ananas comosus
L. Merr.) Híbrido MD-2 con corona, proveniente de fincas ubicadas en el cantón de
Río Cuarto Alajuela (Región Piñera Huetar Norte) de Costa Rica, seleccionadas
manualmente y de forma al azar entre la fruta destinada a exportación en la planta
empacadora.
Los frutos se seleccionaron según los siguientes criterios: tamaño grado 5
o 6 (empacan 5-6 frutas por caja) ya que dichos tamaños facilitaron su manejo y la
aplicación de tratamientos en cámara de luz ultravioleta, nivel de color comercial
grado 1-1.5 según escala de color de uso comercial (Figura 6), frutos de forma
cilíndrica o ligeramente cónica, con un peso aproximado de 2-2.5 kg de tamaño y
forma semejante, frutos sin malformaciones, sin daños ocasionados durante
cosecha, ausencia de síntomas de enfermedades o daños por plagas; frutos con
corona derecha de color verde, sin daños y apariencia fresca.

Una vez seleccionada la fruta en las plantas empacadoras se almacenó en
cajas de cartón y se transportó al LTP sin ningún tipo de tratamiento. En el LTP se
realizó lavado con agua y desinfección con cloro comercial a una concentración
de 100 mg/L, sumergiendo la piña en una tanqueta con la solución desinfectante
por un periodo de 1 minuto, la fruta después de la desinfección, se dejó secar a
temperatura ambiente durante 12 horas.
En todos los ensayos se trasportaron 10 frutas extras con el objetivo de
sustituir piñas que no presentaran alguno de los criterios de selección
mencionados anteriormente. Además, se tomó un lote de 10 piñas a las que se les
realizó una evaluación de calidad inicial, en donde se evaluó: firmeza interna y
externa, grado de color externo mediante escala comercial y desarrollo de
infección por plagas y/o enfermedades.

Método de Irradiación UV-C

Una vez los frutos de piña fueron lavados y secados a temperatura
ambiente, se procedió a realizar la aplicación de las diversas dosis de UV-C.
Para realizar la aplicación de radiación UV-C sobre el tejido de los frutos de
piña, se utilizó una cámara de desinfección y esterilización de radiación de luz
ultravioleta tipo UV-C propiedad del LTP. El equipo contó con un soporte de rejilla
donde se colocó la fruta, dicha rejilla tiene una palanca para modificar la distancia
de exposición de las lámparas hacia la fruta. La cámara cuenta con una
compuerta de apertura superior con agarradera. En la parte superior de la
compuerta posee tres lámparas de mercurio de radiación de luz ultravioleta de 30
Watts y longitud de onda 254 nm cada una (Marca Techno Life).

Dosificación y aplicación de luz ultravioleta (UV-C)

Las dosis de radiación UV-C aplicadas se generaron mediante la fórmula:
Dosis=Intensidad x Tiempo (D=I*T). La dosis fue dada en unidades kJ/m2 con el
fin de hacer congruencia con las dosis reportadas en la literatura, ya que en forma
general son las unidades utilizadas en los estudios analizados para la presente
investigación.
La fórmula para el cálculo de la dosis de UV-C fue:
 I=intensidad UV: fue generada por medio de las lámparas de
mercurio de la cámara y fue medida utilizando el aparato radiómetro (Marca
TIF, modelo TIF3710) a una distancia promedio de 20 cm de las frutas de
piña a la fuente de UV-C, la intensidad UV-C fue reportada por el
radiómetro en las unidades mW/cm2.

 T=Tiempo: tiempo en segundos de exposición de las frutas a
la radiación UV-C.

Cálculo de dosis (kJ/m2): La intensidad reportada por el radiómetro a los
20 cm de distancia de exposición fue de 2,2 mW/cm2 lo cual equivale a 0,0223
kW/m2 dato que se multiplicó por el tiempo en segundos con el fin de generar la
dosis en kJ (Watts* tiempo (s)) /m2.

Aplicación de dosis UV-C: La aplicación de la radiación UV-C se realizó
en dos formas, en las cuales, se colocó la fruta en forma horizontal en la rejilla de
la cámara de UV-C y se expuso a la radiación UV-C en una cara de la cáscara del
fruto, se marcó con cinta adhesiva la cara expuesta a la radiación UV-C en donde
posteriormente se realizaron las evaluaciones de calidad poscosecha.

Consecutivamente se le dio vuelta 180 ° a la fruta, se colocó en un soporte
de madera en donde quedaba la zona del pedúnculo expuesta en dirección a la
lámpara de fuente de UV-C (Figura 1) y se procedió a la aplicación de la radiación
UV-C dada por las diversas dosis, ambas aplicaciones fueron realizadas en una
distancia de 20 cm entre la superficie de la fruta expuesta y la fuente UV-C.

Figura 1. Colocación de frutos de piña sobre equipo de aplicación de radiación
tipo UV-C.

Almacenamiento y momentos de evaluación

Posteriormente a la aplicación de las dosis de irradiación UV-C, la fruta fue
colocada en cajas de cartón con papel periódico blanco por debajo, con tapas de
plástico en la parte superior y fue almacenada en cámaras de refrigeración del
LTP a temperatura de 7-8 °C por un lapso de veintiuno días simulando el tiempo
de transporte refrigerado a mercado europeo. Posteriormente, se almacenó la
fruta a temperatura de 17-18°C por un lapso de tres días simulando el lapso de
vida de anaquel durante proceso de venta en supermercados.
Los momentos de evaluación fueron:
 Calidad inicial: 0 días.
 Salida de frío: 21 días almacenamiento en frío a 7° C
 Salida de anaquel: 3 días almacenamiento a 18°C

Figura 2. Flujo de proceso de manejo y aplicación de UV-C de frutos de piña
(Ananas comosus L. Merr.) Híbrido MD-2.

Selección de piña en planta
empacadora (Ananas comosus L.
Merr.) Híbrido MD-2
Lavado con agua y cloro a 100
mg/L (desinfección) y secado 12
horas (condiciones ambientales)
Aplicación de dosis radiación de
luz ultravioleta
Almacenamiento de fruta en
cámara de refrigeración en frío
(21 días a 7° C) y anaquel (3 días a
18° C)
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Diseño del estudio

El estudio constó de cuatro etapas, en las cuales se utilizó un diseño
irrestricto al azar. Cada etapa contó con un número específico de tratamientos y
repeticiones, en donde cada tratamiento equivalió a una dosis de UV-C y cada
repetición constó de una caja de piña calibre grado 5 ó 6 por tratamiento según la
etapa del estudio.
En todas las etapas del estudio se tomó como unidad experimental cada
piña.

Descripción de etapas del estudio

Primera etapa: “Estudio exploratorio”
La primera etapa o estudio de la investigación, consistió en una evaluación
exploratoria del efecto de la aplicación de UV-C sobre los valores de incidencia y
severidad de moho en pedúnculo, características de calidad poscosecha y
posibles daños ocasionados al tejido vegetal expuesto a radiación UV-C.
En el ensayo exploratorio se aplicó un ámbito de dosis de radiación de UV-
C distribuidas en las siguientes categorías: baja (1,3 kJ/m2), media (6,7 kJ/m2), alta
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