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Efecto del bicarbonato de potasio sobre la calidad del tomate y acción sobre Botrytis cinerea en poscosecha

Tomate

Los productos hortofrutícolas son a menudo comercializados a grandes distancias de sus zonas de producción, lo que puede generar interesantes benefi cios económicos al acre cen tar la dimensión de los mercados de consumo. Para conseguir este propósito es necesario extender la vida del fruto durante la poscosecha.

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Jueves 26.06.2008Resumen

Se evaluó el efecto del KHCO3 sobre la calidad de frutos de tomate durante la poscosecha. Se realizaron cuatro tratamientos con inmersión de frutos: dos de ellos con 1% y 2% de KHCO3 (2 min a 25ºC), otro con 3% (4 min a 25ºC) y un control sin KHCO3.

Los índices analizados fueron: deterioro, pérdida de peso, firmeza, sólidos solubles totales y acidez titulable. Se determinó también el efecto del KHCO3 sobre el desarrollo de Botrytis cinerea, midiendo diariamente el desarrollo de la colonia en placas de Petri con concentraciones crecientes de KHCO3.

La inmersión de frutos en soluciones KHCO3 2% probó ser eficaz en la prevención del ataque de B. cinerea durante un período de dos semanas, manteniendo en general la calidad comercial. Sin embargo, se observó una pérdida signifi cativa de la fi rmeza del fruto.

Concentraciones inferiores al 2% no controlaron totalmente el ataque fúngico, en tanto que una concentración mayor acompañada por un período más prolongado de exposición a la sal produjo una pérdida en la calidad del fruto. La exposición in vitro a KHCO3 1% produjo un efecto fungistático en el hongo.

Palabras clave:
Bicarbonato de potasio, Botrytis cinerea, calidad en poscosecha, frutos de tomate.

Introducción

Los productos hortofrutícolas son a menudo comercializados a grandes distancias de sus zonas de producción, lo que puede generar interesantes benefi cios económicos al acre cen tar la dimensión de los mercados de consumo. Para conseguir este propósito es necesario extender la vida del fruto durante la poscosecha.

En países en vías de desarrollo, las pérdidas e productos hortofrutícolas durante la oscosecha, oscilan entre el 20 y el 50% Kader, 1992; Okezie, 1998). El fruto de tomate Lycopersicon esculentum Mill.) es el segundo roducto hortofrutícola en importancia mundial por el volumen consumido y el primero por su porte de vitaminas y minerales a la dieta.

Sin embargo, el consumidor argentino manifiestainsatisfacción debido al insufi ciente nivel de calidad (Sozzi y Fraschina, 1997). La comercialización del tomate se encuentra limitada por el desarrollo de podredumbres causadas por Alternaria alternata (Fr.:Fr.) Keissl., o por Botrytis cinerea Pers.:Fr. (Jones et al., 1993).

El control de las enfermedades fúngicas en frutos ha sido tradicionalmente realizado con fungicidas químicos de síntesis (Eckert y Ogawa, 1988). Sin embargo, los requerimientos de la sociedad, cada vez más consciente de los riesgos de un uso indiscriminado de fitoterapéuticos en productos de consumo directo, han conducido a la búsqueda de alternativas inocuas, efectivas y económicas para el control de enfermedades de la poscosecha (Wilson y Wisniewski, 1989).

Los bicarbonatos son ampliamente utilizados en la industria de los alimentos en concentraciones inferiores al 2% para evitar la fermentación, controlar el pH y desarrollar texturas o sabores apropiados (Lindsay, 1985). Al mismo tiempo, se ha demostrado su efi cacia contra bacterias y levaduras que atacan los alimentos (Corral et al., 1988) y tienen importancia en el control de patógenos bucales (Miyasaki et al., 1986).

Asimismo, se ha estudiado algunos de los efectos de los bicarbonatos sobre los microorganismos, vinculándolo con la acción del CO2 (De Pasquale y Montville, 1990; Montville y Goldstein, 1989; Daniels et al., 1985).

Por ejemplo, los bicarbonatos de sodio, potasio y amonio permitieron controlar algunas enfermedades fúngicas del pepino en precosecha (Homma et al., 1981a; Ziv y Zitter, 1992).

En forma similar, los tratamientos con bicarbonato de sodio y de potasio han posibilitado un control apropiado de Rhizoctonia carotae Rader en poscosecha de zanahoria (Ricker y Punja, 1991; Punja y Gaye, 1993), y de las podredumbres de poscosecha de cítricos (Arimoto et al., 1977; Homma et al., 1981b), melón (Aharoni et al., 1997) y de pimiento (Fallik et al., 1997a).

Además, controlan entre otros los oídios (mildiú polvosos) causados por Leveillula taurica (Lév.) Arn. (Fallik et al., 1997b), Oidium euonymijaponici (Arcang.) Sacc. (Ziv y Hagiladi, 1993), y Sphaerotheca pannosa (Wallr.:Fr.) Lév. var. rosae Woronichin (Horst et al., 1992).

Los objetivos del presente trabajo fueron:

1. Evaluar el efecto del bicarbonato de potasio (KHCO3) sobre la calidad de los frutos de tomate en poscosecha, y 2. Determinar la efectividad de la aplicación de KHCO3 en el control de B. cinerea in vitro e in vivo.

Materiales y métodos

En todos los experimentos se empleó frutos de tomate cv. Bonanza. Estos se cosecharon de cultivos convencionales, y fueron trasladados al laboratorio. La selección fi nal se efectuó, según uniformidad de tamaño, color (estado rosado: 30-60% de la superfi cie rojiza) y ausencia de defectos físicos.

En forma similar en este trabajo se empleó B. cinerea aislado previamente de frutos de tomate naturalmente infectados y repicados a placas de Petri que contenían agarpapa glucosado (APG) al 2%, pH 7. Los cultivos se incubaron a 25°C en presencia de 12 h de luz fluorescente y 12 h de oscuridad.

Efecto del KHCO3 sobre la calidad de los frutos

Para evaluar la infl uencia del KHCO3 en la calidad del fruto, se realizaron los siguientes tratamientos, siempre utilizando una solución acuosa de KHCO3 (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) a 25ºC. 1. Lavado e inmersión en agua destilada por 2 min (T0). 2. Lavado e inmersión en KHCO3 al 1% (p/v) por 2 min (T1). 3. Lavado e inmersión en KHCO3 al 2% (p/v) por 2 min (T2). 4. Lavado e inmersión en KHCO3 al 3% (p/v) por 4 min (T3).

Los frutos, una vez tratados, se secaron sobre papel de fi ltro a 25ºC por aproximadamente 4 h y se almacenaron por dos semanas, a 25ºC. De este modo se simuló las condiciones de comercialización. El posible efecto del tratamiento con KHCO3 sobre la calidad final de los frutos se evaluó a través de los siguientes índices:
Deterioro.

Se consideró como fruto deteriorado a aquél que presentó deshidratación, podredumbres atribuibles principalmente a B. cinerea (corroborado mediante análisis de laboratorio) u otras anomalías en más del 10% de su superfi cie y que de acuerdo con estándares argentinos, impidiera su comercialización (Aharoni et al., 1997).

Pérdida de peso

Se determinó por medición del peso al inicio y al fi nal del ensayo en balanza de precisión (Ohaus, USA). Firmeza. Se determinó con un penetrómetro manual (Effegi modelo FT 327, Italia), dotado de un émbolo cilíndrico de 11 mm de diámetro. Se realizaron dos determinaciones en sitios opuestos de la región ecuatorial del fruto, penetrando 10 mm, previo retiro del epicarpo.

El promedio de las dos mediciones fue considerado una repetición independiente (Sozzi et al., 1999). Sólidos solubles totales (SST). Se determinó con un refractómetro digital (Atago, Modelo 1, Tokio, Japón) en una gota del sobrenadante obtenido a partir del centrifugado de un segmento de pericarpo de cada fruto previamente macerado.

Acidez titulable

Se obtuvo en una muestra de 10 mL de sobrenadante a partir del centrifugado de un segmento de pericarpo previamente macerado. Se tituló con NaOH 0,25 M hasta un pH fi nal de 8,2.

Análisis estadístico

Los resultados se evaluaron mediante análisis de varianza para un modelo completamente al azar, con tres repeticiones y 12 frutos como unidad experimental. Los promedios se separaron según la prueba de comparación de medias de Tukey (p<0,05), siguiendo los procedimientos señalados por Statistical Analysis Systems (SAS Institute Inc., 1989).

Efecto del KHCO3 sobre el desarrollo de Botrytis cinerea

Para evaluar la infl uencia del KHCO3 sobre el desarrollo de B. cinerea, se emplearon
tomates previamente lavados y tratados por inmersión en las mismas soluciones de KHCO3 previamente descriptas. Estos se inocularon con una suspensión de conidias de B. cinerea preparada en agua destilada estéril, a partir de cultivos de 10 días en APG, y ajustada a 6,5 x105 conidias·mL-1.

Cada fruto se inoculó hiriendo el pericarpo en dos sitios opuestos de la zona ecuatorial del fruto. Con estos propósitos se emplearon escarbadientes, previamente sumergidos en la suspensión de conidias, los que se introdujeron aproximadamente 3 mm (Yabuki et al., 1997; Sato et al., 1997). El seguimiento de cada fruto se realizó a través de dos observaciones diarias, durante 12 días y a 18 ± 2ºC.

Análisis estadístico

Los resultados se evaluaron mediante análisis de varianza para un modelo completamente al azar, con tres repeticiones y seis frutos como unidad experimental. Los promedios se separaron según la prueba de comparación de medias de Tukey (p<0,05), siguiendo los procedimientos señalados por Statistical Analysis Systems (SAS Institute Inc., 1989).

Efecto del KHCO3 sobre el desarrollo de Botrytis cinerea in vitro

Se preparó APG al 2%, pH 7, y una vez enfriado a 55ºC, se agregó KHCO3 de modo de obtener una concertación fi nal de 0; 0,5; 1; 2 o 3% (p/v). Se utilizaron placas de Petri de 9 mm de diámetro conteniendo 10 mL de APG modifi cado cada una, las que se sembraron con un trozo (1 cm2 de diámetro) de micelio de B. cinerea de 7 días en APG.

Como testigo se sembró igual número de placas de Petri con APG sin KHCO3. Se realizaron cinco repeticiones por cada tratamiento, midiendo diariamente el diámetro del crecimiento micelial obtenido. Al cabo de 7 días de incubación, a una temperatura de 18 ± 2ºC, se transfi rieron los discos (1 cm2 de APG conteniendo el desarrollo de 7 días de un aislamiento de B. cinerea) de las placas de Petri con APG más KHCO3 a placas con APG sin KHCO3.

Análisis estadístico

Los resultados se evaluaron mediante análisis de varianza para un modelo completamente al azar, con tres repeticiones y seis placas de Petri como unidad experimental. Los promedios se separaron según la prueba de comparación de medias de Tukey (p<0,05), siguiendo los procedimientos señalados por Statistical Analysis Systems (SAS Institute Inc., 1989).

Resultados

Efecto del KHCO3 sobre la calidad de los frutos


La mitad de los frutos sin tratar evidenciaron elevados niveles de deterioro en su apariencia que los inhabilitó para una eventual comercialización luego de 14 días de almacenamiento.

En estas mismas condiciones, los frutos tratados con KHCO3 al 2 y 3% tuvieron en promedio un grado de deterioro de la apariencia entre 0 y 25%, mientras que los frutos tratados con KHCO3 3% se deterioraron en un 75%, mostrando irregularidades en el epicarpo que confirieron una apariencia incompatible con la comercialización (Cuadro 1).

El incremento en las concentraciones de KHCO3, provocó un aumento considerable en la pérdida de peso de los frutos de tomate. Hubo diferencias estadísticamente signifi cativas entre el testigo y las distintas concentraciones de KHCO3 empleadas, como asimismo entre concentraciones de KHCO3.

Sin embargo, las diferencias obtenidas en pérdidas promedio de peso por fruto con 1 y 2% de KHCO3 no fueron estadísticamente signifi cativas (Cuadro 1). En el caso de la fi rmeza, al aumentar la concentración de KHCO3 hubo una importante disminución de la firmeza, siendo estadísticamente significativas las diferencias en firmeza obtenidas en frutos sin tratar y frutos tratados con KHCO3.

Con 2 min de exposición, no hubo diferencias significativas entre 1 y 2% de KHCO3. Sin embargo, al aumentar la concentración y el tiempo de exposición al KHCO3 se obtuvo una significativa disminución de la firmeza de los frutos (Cuadro 1).

Por último, los diferentes tratamientos no produjeron cambios significativos en los niveles de SST ni de acidez titulable (Cuadro 1).

Efecto del KHCO3 sobre el desarrollo de Botrytis cinerea

Los tratamientos con KHCO3 no permitieron contrarrestar signifi cativamente el desarrollo de B. cinerea en tomates. En todos los tratamientos los frutos desarrollaron una podredumbre blanda y acuosa alrededor de la herida, cuyas dimensiones variaron entre 2 y 5 cm de diámetro (datos no presentados).

Efecto del KHCO3 sobre el desarrollo de Botrytis cinerea in vitro

La concentración efectiva de KHCO3 que inhibió el 65% (registrado el séptimo día de incubación) del crecimiento miceliar de B. cinerea fue 0,5%.

La concentración mínima de KHCO3 que inhibió por completo el crecimiento del hongo fue 1%. Las diferencias fueron estadísticamente significativas entre el testigo sin tratar y los tratamientos con KHCO3. No obstante, las diferencias entre las diferentes concentraciones de KHCO3 (1, 2, 3%) no fueron significativas (Figura 1).

Discusión

Las sales de bicarbonato presentan propiedades antimicrobianas de amplio espectro y son reconocidas en la industria de los alimentos como compuestos inocuos y seguros para la salud humana.

Por lo tanto, los bicarbonatos son compuestos promisorios para ser utilizados en vegetales de consumo fresco. Eventualmente, esto permitiría reemplazar o reducir el empleo de fungicidas sintéticos, cuyo uso es crecientemente cuestionado por su potencial peligrosidad para la salud humana (Spotts y Cervantes, 1986).

La inmersión de frutos de tomate en una solución de KHCO3 2% (p/v) fue efi caz en la
prevención del ataque por parte de B. cinerea durante dos semanas. Este tratamiento permitió mantener, en términos generales, la calidad comercial, con excepción de una signifi cativa disminución de la fi rmeza (Cuadro 1).

Concentraciones inferiores al 2% de KHCO3 no controlaron totalmente el ataque fúngico. En tanto, una concentración superior con un mayor tiempo de exposición produjo una depreciación en la calidad del fruto. Un efecto fitotóxico similar ha sido informado en pimiento al utilizar concentraciones superiores al 2% de KHCO3 (Fallik et al., 1997a) y melón (Aharoni et al., 1997). Esto se atribuye a modifi caciones
en la composición de la cera cuticular que actúa como barrera de protección, evitando la deshidratación.

Cuadro 1. Cambios en diferentes índices de calidad del fruto de tomate asociados a tratamientos con bicarbonato de potasio (KHCO3).

KHCO3 Exposición min
Deterioro 1 %
Pérdida de peso g
Firmeza Kg
SST 2 ºBrix
Acidez titulable meq-100 mL-1
0
2
50 ± 0,015a3
14,691 ± 0,865 a
1,429 ± 0,134a
3,650 ± 0,108a
3,895 ± 0,432a
1
2
25 ± 0,021b3
17,941 ± 1,118 b
0,951 ± 0,053b
3,725 ± 0,154a
3,958 ± 0,381a
22
2
0 c3
18,250 ± 1,024b
0,880 ± 0,051b
3,650 ± 0,100a
3,958 ± 0,552a
3
4
75 ± 0,032 d3
24,641 ± 0,898c
0,509 ± 0,077c
3,658 ± 0,167a
3,854 ± 0,578a

1Deterioro principalmente debido a la acción de Botrytis cinerea.
2SST = Sólidos solubles totales. Los datos representan la media ± desvío estándar (n=12).
3Diferentes letras indican diferencias estadísticamente signifi cativas entre tratamientos de acuerdo con la prueba de Tukey (p < 0,05).

Figura 1. Inhibición del crecimiento miceliar de Botrytis cinerea en función del tiempo (días), para diferentes concentraciones de KHCO3.

El efecto de la presión de turgencia de las células del epicarpo sobre la fi rmeza del fruto de tomate es bien conocido (Shackel et al., 1991; Mignani et al., 1995; Sozzi et al., 2001). La aplicación de diferentes cubiertas comestibles (por ejemplo, lípidos y resinas) a fin de evitar la deshidratación es usual en alimentos en general y en frutos en particular, y es considerada una metodología segura (Kester y Fennema, 1986; Krochta y Mulder Johnston, 1997).

Por lo tanto, será de interés evaluar una metodología de conservación del fruto de tomate que combine la aplicación de KHCO3 con una cubierta comestible, para obtener simultáneamente un efecto protector contra ataques fúngicos y prevenga la deshidratación.

La exposición in vitro al KHCO3 en concentraciones iguales o superiores al 1% controló en forma efectiva el crecimiento miceliar de B. cinerea (Figura 1). Los resultados sugieren una acción inhibitoria del KHCO3 sobre el crecimiento de este hongo.

Sin embargo, no hubo un control alguno en lesiones abiertas posiblemente debido a la falta total de protección por ausencia del epicarpo y a la posibilidad que el inóculo no haya tenido contacto con el KHCO3. Por lo tanto, se debe considerar fungistática la acción inhibitoria del KHCO3, siendo posible que el tratamiento sólo tenga acción preventiva.

El efecto inhibitorio del KHCO3 sobre B. cinerea en el fruto de tomate, ha sido también observado en Capsicum annuum (Fallik et al., 1997a) y podría deberse a una reducción en la presión de turgencia de la célula fúngica, lo cual determinaría su agrandamiento y, finalmente, el colapso de las hifas y esporas.

En consecuencia, la aplicación de KHCO3 al 2% mejoró la conservación de frutos de tomate en poscosecha. Este tratamiento fue preventivo y los frutos deberían carecer de lesiones al momento de tratarlos. En concentraciones superiores a 2% produjo un signifi cativo ablandamiento de los frutos, probablemente por razones de fitotoxicidad.

El KHCO3 aplicado en concentraciones inferiores al 2% no controla totalmente el ataque fúngico. El KHCO3 1% inhibe por completo el desarrollo de B. cinerea in vitro.

Cuadro 2. Diámetro inicial y fi nal de la colonia de Botrytis cinerea, antes y después de transferir los discos de un medio decultivo con KHCO3 a otro sin KHCO3, en placa de Petri de 9,5 cm de diámetro, durante 7 días de observación.

Concentracióm de KHCO3 previa a la transferencia del disco %Diámetro de la Colonia1, cm
Diámetro inicial Diámetro final
09,502
9,5
0,5
3,24 ± 0,1 b2
9,5
1
0,0 c2
9,5
2
0,0 c2
9,5
3
0,0 c2
9,5

1Los datos representan la media ± desvío estándar (n=6).
2Diferentes letras indican diferencias estadísticamente signifi cativas entre tratamientos (P < 0,05) de acuerdo a la prueba de Tukey.


Agradecimientos:
Agradecemos la valiosa colaboración del Dr. Ing. Agr. Gabriel O. Sozzi (Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Argentina), para el desarrollo del presente trabajo.

Enrique C. Bombelli1 y Eduardo R. Wright
Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires
Av. San Martín 4453 (C1417DSE), Buenos Aires, Argentina
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