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Variabilidad en el metabolismo de distintas variedades de arándanos y su incidencia en los

manejos de postcosecha

Sebastián A. Rivera, Bruno Defilippi y Paula Robledo 23/10/2014

¿Qué nos exigen nuestros compradores?

• Buena apariencia y tamaño • Ausencia de pudriciones y signos de hongo • Textura o firmeza adecuada

• Ausencia de defectos • Frutos deformes • Frutos inmaduros • Brillo/ceras • Color

• Buen sabor (dulzor/acidez)

• Ausencia de sabores extraños (fermentación)

Calidad y consistencia durante toda la temporada!!!!

Para una buena calidad considerar que…

Fruto de tasa respiratoria media ….pero alta a mayor temperatura!!!

Epidermis delgada Alta relación superficie/volumen

Alta susceptibilidad a daños mecánicos

Alta susceptibilidad a deshidratación

Presencia herida pedicelar por cosecha

Variabilidad frutos a cosecha

Largo almacenaje

Susceptible a pudriciones

Alta susceptibilidad al ablandamiento

¿Qué está afectando la consistencia en destino?

Alto número de especies y variedades con

características diferentes

Distintas zonas agroclimáticas

Condiciones de precosecha (riego, nutrición)

Inmadura Optimo Sobremadura

Fuen

te: J

PZ,

PU

C

Tablero de ajedrez

Carencia de índices de cosecha por variedad…

cuando cosechar?.... hasta cuando?

Variabilidad a nivel de clamshell (ejemplo en firmeza)

N° frutos Firmeza N° frutos Firmeza N° frutos Firmeza

1 284,9 26 254,1 51 359,1

2 268,4 27 252,1 52 250,6

3 532,2 28 277,0 53 263,6

4 371,7 29 492,7 54 312,3

5 187,7 30 253,1 55 511,9

6 260,0 31 199,1 56 340,8

7 470,0 32 338,7 57 283,4

8 381,6 33 309,5 58 388,6

9 342,3 34 318,4 59 294,0

10 416,1 35 199,0 60 225,9

11 256,7 36 496,8 61 450,5

12 249,0 37 405,3 62 258,5

13 218,6 38 492,0 63 302,8

14 488,8 39 399,2 64 359,8

15 258,6 40 325,9 65 332,2

16 225,8 41 230,2 66 232,8

17 256,4 42 556,5 67 250,1

18 542,9 43 517,1 68 321,1

19 404,2 44 459,1 69 315,3

20 256,5 45 360,7 70 397,4

21 532,5 46 561,3 71 362,6

22 293,1 47 195,3 72 330,3

23 396,1 48 317,0 73 374,6

24 300,3 49 354,0 74 221,4

25 370,8 50 340,1 75 338,2

Prom 323,1

Ds 70,3

var. Brigthwell

187

542

En literatura…………. Brightwell = Fruto firme ¿En qué momento?

¿Cómo podemos entregar un producto consistente y de calidad homogénea?

Conociendo las variedades cultivadas - Fortalezas y limitaciones

Manejando los conceptos básicos de postcosecha de fruta - Frío como base

Desarrollando tecnologías adecuadas a las condiciones locales -Requerimientos del mercado -Limitaciones y riesgos -Combinación de tecnologías

Teniendo una “pre-cosecha” adecuada - Desde manejos (poda-carga frutal; nutrición, riego, enfermedades) hasta índices de cosecha y frecuencia de cosecha

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

Metabolismo

- Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

O n

eal

Bluer

ay

Duk

e

Brig

itta

Blueh

eave

n

Geo

rgia g

en

Bluec

rop

Ber

keley

Elliot

t

Brig

htwell

Cen

turio

n

Sou

thland

mL

CO

2 K

g-1

h-1

0

1

2

3

4

5

6

a

cd

ab

bcd

d

abab

bcd

cd

abc

ab

bcd

Tasa respiratoria a cosecha en distintas variedades de arándano

INIA-Postcosecha

Temperatura = 20 °C Promedio = 3,0 mL CO2 Kg-1h-1

Rabbiteye Highbush

O n

eal

Bluer

ay

Duk

e

Brig

itta

Blueh

eave

n

Geo

rgia g

en

Bluec

rop

Ber

keley

Elliot

t

Brig

htwell

Cen

turio

n

Sou

thland

mL

CO

2 K

g-1

h-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 2 °C

5 °C

Sin embargo, a pesar de las diferencias entre variedades, el mayor efecto lo ejerce el aumento en temperatura

Hasta 5 veces mayor !!!

Tiempo evaluación: 10 días

Tiempode almacenaje (días)

0 5 10 15 20

mL C

O2 K

g-1

h-1

0

1

2

3

4

5

6 0°C

5°C

…y estas diferencias se mantienen durante almacenamiento…

…..Siendo similar para Primadonna y Emerald (2014)… INIA-Postcosecha

Snowchaser

…..Y a 20 °C, por algunas horas, los aumentos son aún mayores

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Cosecha 25 días a 0°C 25 días a 0°C + shelf life

Re

spir

ació

n (m

lCO

2.k

g-1.h

-1)

Star

Marimba

Jewel

Duke

Sunrise

Legacy

O´neal

Georgia Gem

Misty

10 veces mayor!!!!

INIA-Postcosecha

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

STA

R

O N

EAL

MIS

TY

JEW

EL

SUNRIS

E

LEGACY

GEORGIA

GEM

MARIM

BA

DUKE

µL

C2H

4 K

g-1

h-1

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

Comportamiento similar en tasa de producción de etileno a cosecha

INIA-Postcosecha

Tiempo de almacenaje (días)

0 5 10 15 20

µL C

2H

4 K

g-1

h-1

0,0

0,1

0,2

0,30 °C

5°C

INIA-Postcosecha

....pero sin cambios y con poca sensibilidad a etileno, aún siendo un fruto ¿¿¿climatérico???…

‘Emerald’

Incluso a temperaturas más altas….

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

Cosecha 25 días a 0°C 25 días a 0°C + shelf life

Eti

len

o (m

lC2H

4.k

g-1

.h-1

) Star

Marimba

Jewel

Duke

Sunrise

Legacy

O´neal

Georgia Gem

Misty

INIA-Postcosecha

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

O n

eal

Bluer

ay

Duk

e

Brigitta

Elliot

t

Blueh

eave

n

Geo

rgia g

en

Bluec

rop

Berke

ley

Bright

well

Cen

turio

n

South

land

Firm

eza (

g m

m-1

)

0

100

200

300

400

500

Firmeza de distintas variedades

INIA-Postcosecha

Elliot Bluecrop Brigitta

Firm

eza

(g

mm

-1)

0

50

100

150

200

250

300

350

400Cosecha

45 días a 0°C

Pero…… ¿Qué pasa con períodos más prolongados?

INIA-Postcosecha

….Y si además no manejamos bien temperatura….. Arándanos ‘Emerald’

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Llegada 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL 30 d. a 5°C 30 d.+ 1 d. SL

0°C 5°C

% d

e fr

uta

po

r ca

tego

ria

Momento de evaluación

Arándano var. Emerald

Firme Semifirme Blanda

INIA-Postcosecha

0

100

200

300

400

500

600

Cosecha 30 d. 30 d. +1 SL

Firm

eza

g/m

m

Almacenamiento

Arándano var. Emerald0°C 5°C

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

O n

eal

Duk

e

Brigitta

Bluer

ay

Blueh

eave

n

Elliot

t

Geo

rgia g

en

Bluec

rop

Berke

ley

Cen

turio

n

South

land

Bright

well

Pé

rdid

a d

e p

eso

(%

)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,05 días a 2 °C

10 días a 2 °C

Pérdida de peso - variedades

INIA-Postcosecha

Llegada 30 d. a 0° 30 d. a 5°

De

sh

idra

tació

n v

isu

al (%

)

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Deshidratación acompañado de una importante ablandamiento

Arándanos ‘Primadonna’

Llegada 30 d. a 0° 30 d. a 5°

Fru

ta b

landa (

%)

0

5

10

15

INIA-Postcosecha

> 1,5% deshidratación!!!!

(Andrés Paniagua y cols., 2013 y 2014)

Correlación deshidratación y firmeza de la fruta

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

Identificación de hongos en frutos de arándano

Incubación

15 días a 0

C +

6 días a 20

C 100 % HR

Pro

ductor

1

Pro

ductor

2

Pro

ductor

3

Pro

ductor

4

Pro

ductor

5

Pro

ductor

6

Pro

ductor

7

Pre

vale

ncia

(%

)

0

20

40

60

80

100 Botrytis cinerea

Cladosporium spp.

Alternaria spp.

Epicoccum spp.

PUC, 2012

Envero Maduro Sobremaduro

Pu

dri

ció

n g

ris (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70 Brigitta

Duke

Liberty

Susceptibility a Botrytis cinerea

B. cinerea 500 conidias Incubación 6 días a 20

C > 95% HR

Rivera y cols., 2013

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmósfera controlada

- Atmósfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

Las principales tecnologías disponibles se basan en disminuir el metabolismo de la fruta utilizando los

factores que afectan interacción con ambiente

Cámara o contenedor

Embalaje

Producto

O2 CO2

Etileno

Calor

N2

Agua

Conceptos generales para modificación de atmósfera

- Alto CO2 y bajo O2 disminuye metabolismo de la fruta.

**Al no estar etileno involucrado en maduración de arándano principal efecto es del CO2.

- Gran beneficio de alto CO2 en reducir crecimiento de hongos.

- Altos niveles de CO2 (¿Que es alto?) causa toxicidad en la fruta.

** Respuesta es variedad dependiente

** Concentración (>10-12%) – tiempo

** Nivel de oxígeno algo tiene que decir

Lo usualmente recomendado

O2 mayor a 3% CO2 de 6 a 12%

Exito en f(x): Niveles de gases Variedad y “estado de cosecha” Temperatura Tiempo de exposición Otros

Umbrales para: - Control hongos - Toxicidad

(ablandamiento, sabor)

Umbral para: - Fermentación

Atmósfera controlada

Cosecha,

embalaje, frío

Carga,

consolidación

embarque

Tiempo en

tránsito

AC

Desaduanaje

y otros Venta

1 d. 2-10 d. 30-35 d. 2 d 7 d

- Manejo de temperatura - Deshidratación

- Manejo de temperatura - Deshidratación

- Buen control de niveles de gases (4-6% de O2 y 6-12% de CO2) - Independiente de algunos factores ambientales - Tiempo de exposición a la tecnología**

Legacy Brigitta Brigthwel

Pudricio

nes (

%)

0

5

10

15

20

Control

3% O2 - 8 % CO2

6% O2 - 15% CO2

Pudriciones

INIA-Postcosecha

28 días a 4 °C

Cantín y col., PBT 2012

¿Funciona en todos las combinatorias de gases?

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Emerald Jewel Legacy Misty Reveille Snow South Moon Star

% d

e p

ud

rició

n

Aire 3 % O2 / 3 % CO2 3 % O2 / 6 % CO2 3 % O2 / 12 % CO2 3 % O2 / 24 % CO2

Su éxito para control de hongos está en función del nivel de CO2 alcanzado y variedad

35 días a 1°C

Legacy Brigthwel Brigitta

Firm

eza

(g

mm

-1)

0

100

200

300

400

500 Control

3% O2 - 8 % CO2

6% O2 - 15% CO2b

a ac

b

a a

bb

….Pero en algunos casos se presentan efectos no deseados… Firmeza

INIA-Postcosecha

28 días a 0°C

Legacy Brigthwel Brigitta

Fru

ta b

landa (

%)

0

20

40

60

80

100Control

3% O2 - 8 % CO2

6% O2 - 15% CO2

¿Está reflejado en el porcentaje de frutos blandos?

28 días a 0°C

INIA-Postcosecha

Sabores extraños

Cantín y col., PBT 2012

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmosfera controlada

- Atmosfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

------------------------------------------------MAP--------------------------------------------------

Resultados esperados. - Disminuir deshidratación. - Mantener firmeza. - Disminunir pudriciones.

Cosecha, embalaje, frío

Carga, consolidación

embarque

Tiempo en tránsito Desaduanaje y otros

Venta

1 d. 2-10 d.

30-35 d. 2 d. 7 d.

Atmósfera modificada

Niveles de gases (CO2 y O2) dependen de: - Temperatura - Características del film - Metabolismo de la fruta

0

4

8

12

16

20

Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4

% O

2ac

um

ula

do

Evaluación semanal por 30 días a 0°C

O2 en bolsas de AMBolsa A Bolsa B

0

1

2

3

4

5

6

7

Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4

% C

O2

acu

mu

lad

o

Evaluación semanal por 30 días a 0°C

CO2 en bolsas de AM

Bolsa A Bolsa B Bolsa C

Concentración de CO2 y O2 en AM

INIA-Postcosecha

0

20

40

60

80

100

Cosecha 30 d. a 0°C 30 d. a 0°C+1

% d

esh

idra

taci

ón

de

l fru

to (

visu

al)

Momento de evaluación

Sin bolsa Bolsa AM

Deshidratación visual

INIA-Postcosecha

‘Elliott’

0

20

40

60

80

100

Llegada 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL 30 d. a 0°C 30 d.+ 1 d. SL

Sin bolsa Bolsa AM

% d

e fr

uta

po

r ca

tego

ria

Almacenamiento

Sin bolsa vs Bolsa AM

Firme Semifirme Blanda

Firmeza del fruto

Mayor número

de frutos

firmes en AM

INIA-Postcosecha

‘Elliott’

0

5

10

15

20

25

30

30 d. a 0°C 45 d. a 0°C 60 d. a 0°C

% d

e f

ruta

co

n P

ud

rici

ón

Almacenamiento

Bolsa AM Bolsa perforada

Pudriciones

***Fruta sin gasificación con SO2 INIA-Postcosecha

Efecto marginal

‘Brigitta’

Metabolismo - Tasa respiratoria - Tasa de producción de etileno.

¿Qué se está evaluando?

Calidad y condición

- Firmeza

- Deshidratación

- Pudriciones

Tecnologías de Postcosecha

- Atmosfera controlada

- Atmosfera modificada

- Anhídrido sulfuroso

Control Baja Media AltaPre

va

len

cia

de

la

pu

dri

ció

n g

ris (

%)

0

5

10

15

20

25

SO2 Ct product

Control Baja Media Alta

b

ab

a

a

aba

ab

b

Control 0 (µL/L) h Baja 50-75 (µL/L) h Media 100-200 (µL/L) h Alta 250-350 (µL/L) h

‘Legacy’ ‘Liberty’

45 días a 0

C más 3 días a 20

C

Gasificación con SO2 a cosecha

Rivera y cols., 2013

Por lo tanto…..¿puedo utilizar AM bajo las tecnologías disponibles actuales?

Buena operativa en manejo de frío en toda la cadena

Garantizando un excelente control de Botrytis cinerea a nivel de campo.

Disponibilidad de gasificación con SO2.

SI, principalmente disminuyendo metabolismo y deshidratación…

Efecto de SO2 sobre la firmeza del fruto

Ct SO2 (uL/L) h

control 50 100 300 400

Fir

meza (

New

tow

n)

0

1

2

3

4

‘Brigitta’

Ct SO2 (uL/L) h

control 50 100 300 400

Fir

meza (

New

tow

n)

0

1

2

3

4

‘Liberty’

b

a a a a

n.s.

45 días a 0

C y > 95 % humedad relativa. Rivera y cols., 2013

Toxicidad. Ablandamiento, Depresión en zona pedicelar. Decoloración

0102030405060708090

100

Sin SO2 Con SO2

% f

irm

eza

po

r ca

tego

ria

Firme % semi firme % blanda %

INIA-Postcosecha

Efectos no deseados

‘Brigitta’ 60 d a 0°C

Comentarios finales

1. Variedades Necesidad de conocer potencial de almacenamiento Respuestas a tecnologías (AC, AM, otras) Disponibilidad de índices de cosecha Herramientas para segregación a cosecha

2. AM Menor deshidratación Mayor firmeza en fruta Control de hongos dependiente de otros manejos Manejo de frío en toda la cadena

3. Otras tecnologías Gasificación SO2 durante almacenamiento. Tener muy clara concentración-tiempo. Comportamiento variedades (ablandamiento).

La variedad correcta al

mercado objetivo y con la

tecnología apropiada

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