Avances en la investigación del mango en 2023

El mango es una de las frutas tropicales más importantes, apreciada por su sabor, valor nutracéutico y la variedad de productos procesados que se pueden elaborar a partir de él. No obstante, su corta vida útil, causada por la disminución de la calidad y la seguridad debido a daños por frío, enfermedades, madurez inadecuada en la cosecha, entre otros factores, puede afectar su exportación. Este artículo examina hallazgos de investigación representativos que podrían abordar diversos desafíos en la cadena de suministro del mango.

Impacto de la Interacción Injerto/Portainjerto en la Calidad del Mango

Figura 1. Tasa de respiración en el 3er (A) y 6to día (B) de almacenamiento en comparación con la maduración normal (día 0) según las combinaciones de injerto/portainjerto en mango, Shivran et al. (2023). (Créditos de la imagen: https://doi.org/10.3390/agronomy13010204)

Un método para abordar factores como el daño por frío y la susceptibilidad a enfermedades que conducen al deterioro de la calidad postcosecha y el valor nutricional del mango es el uso de portainjertos, cuya interacción con los injertos puede cambiar el genotipo y el rendimiento del injerto.

Experimento

Los científicos indios Shivran et al. probaron árboles de 15-16 años injertados en tres portainjertos. Las variedades de injerto de alto rendimiento fueron Amrapali, Dashehari, Pusa Arunima, Mallika y Pusa Surya; y las variedades de portainjerto fueron Kurukkan, K-5 y Olour. Se plantó un huerto con seis árboles de cada una de las 15 combinaciones de injertos.

Los frutos se cosecharon en su madurez, se contaron y se pesaron para determinar el rendimiento por árbol, y luego se dividieron en tres grupos. El primer grupo se probó inmediatamente, y los otros dos conjuntos se almacenaron y analizaron en el 3er y 6to día de almacenamiento. Cada fruto se evaluó por peso individual, peso de pulpa y hueso, relación pulpa-hueso, grosor de la cáscara, contenido de sólidos solubles totales (SST), acidez total y tasa de respiración. Se analizaron hojas sanas para identificar ADN y repeticiones de secuencias simples (SSR).

El injerto influyó y cambió el rendimiento del mango, la eficiencia del rendimiento y todos los parámetros fisicoquímicos estudiados. Olour fue el mejor portainjerto para mejorar el rendimiento y la calidad del mango y una larga vida útil. Los mangos tenían mayor SST, acidez, cáscara de fruta y menor pérdida de peso y respiración, ver Figura 1. Sin embargo, el impacto en la calidad depende de los injertos.

De los 35 SSR examinados, 24 mostraron variaciones entre los genotipos. Ocho SSR se asociaron con ocho rasgos fisiológicos diferentes, y los SSR para la eficiencia del rendimiento y el peso de la fruta tuvieron la mayor variabilidad.

Conclusión

Olour es el portainjerto más fiable para los mangos probados. Los injertos de Pusa Arunima y Pusa Surya tuvieron la mejor calidad de fruta después del injerto. El experimento utilizó técnicas de muestreo destructivo para medir la calidad de la fruta. Parámetros como SST y acidez pueden analizarse en tiempo real utilizando herramientas no destructivas basadas en espectroscopia de infrarrojo cercano, como el F-751 Mango Quality Meter de Felix Instruments Applied Food Science. Además, la tasa de respiración puede medirse como dióxido de carbono producido o oxígeno usado con el F-950 Three Gas Analyzer, el F-940 Store It! Gas Analyzer, o el F-920 Check It! Gas Analyzer.

Predicción del Contenido de Materia Seca del Mango con Espectroscopia de Infrarrojo Cercano

Figura 2. Promedio de % de materia seca para diferentes muestras de mango y conjuntos de datos. Los modelos se construyeron usando datos de muestras de ‘Keitt’ y ‘Kent’ y se probaron en el conjunto de datos de acceso abierto, Mishra y Woltering 2023. (Créditos de la imagen: https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2023.112335)

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) es una técnica confiable para medir la calidad de la fruta en la cadena de suministro del mango y realizar investigaciones.

Los científicos continúan haciendo los modelos quimiométricos más robustos para que los instrumentos de análisis de calidad puedan hacer predicciones futuras más aplicables a mangos de diferentes geografías, variedades, huertos y años.

Experimento

Sin embargo, uno de los problemas con la producción de un modelo analítico robusto es que los conjuntos de datos de calibración son específicos y no generalizados, y hay puntos de datos atípicos.

Mishra y Woltering intentaron reducir el peso de los atípicos para reducir su contribución al modelo. Los métodos de reducción de peso probados fueron PLS (mínimos cuadrados parciales) ponderado iterativamente que trató con atípicos en mediciones espectrales y respuestas (materia seca). El instrumento utilizado fue el F-750 Produce Quality Meter (Felix Instruments, Camas, EE.UU.).

El conjunto de datos para la calibración se obtuvo de mangos ‘Keitt’ y ‘Kent’ brasileños obtenidos en los Países Bajos en 2020, ver Figura 2. El conjunto de datos de prueba difería del conjunto de calibración y se derivó de diferentes cultivares de ‘Honey Gold’ australianos, Calypso™, Kensington Pride y R2E2 cosechados en 2019. Se utilizó Selección Iterativa Reponderada de Covariables (irCovSel) para seleccionar características o longitudes de onda. El irCovSel simplifica el modelo al reducir el número de características utilizadas.

El modelo desarrollado con la nueva técnica fue más robusto y pudo predecir la calidad del mango mejor, y el error cuadrático medio de predicción generalmente se redujo del 1.03 % al 0.75 % DM.

El nuevo modelo predijo la calidad del mango con precisión, independientemente de las diversas regiones, cultivares y años de cosecha, mejor que el modelo PLS estándar, con un RMSEP de solo 0.89 % DM en comparación con 2.06 % DM para los modelos estándar.

Conclusión

El nuevo modelo quimiométrico puede ser utilizado por los cultivadores de mango a nivel mundial para una medición más precisa de la predicción de materia seca, un índice vital de calidad y cosecha para el mango.

Enfriamiento y Calentamiento Intermitente para Reducir el Daño por Frío

Los mangos cosechados maduran y se descomponen rápidamente en condiciones ambientales. La refrigeración utilizada como estándar para la preservación de la calidad en las cadenas de suministro comerciales causa daños por frío en los mangos, ya que la fruta es sensible a temperaturas por debajo de los 13°C. Resulta en oscurecimiento, lesiones negras, pérdida de maduración y mayor susceptibilidad a la descomposición, empeorando los síntomas bajo condiciones ambientales después de la refrigeración.

Figura 3. “Procedimiento de ajuste de temperatura de ICW para almacenamiento de mango. ICW, enfriamiento intermitente en etapas, y calentamiento en etapas,” Jiang et al. 2023. (Créditos de la imagen: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.1147409)

El calentamiento intermitente y el acondicionamiento a baja temperatura utilizados individualmente están lejos de ser óptimos.

Experimento

Por lo tanto, Jiang et al. probaron una nueva técnica de enfriamiento y calentamiento intermitente en etapas (ICW) en mango ‘Guifei’. El proceso involucró someter los mangos a un enfriamiento inicial (15°C a 10°C a 5°C), seguido de tres ciclos de calentamiento y enfriamiento de 5°C a 20°C de nuevo a 5°C, con un ciclo de calentamiento al final (40 días). Ver Figura 3 para los cambios de temperatura en etapas.

Los científicos evaluaron el efecto del ICW sobre el daño por frío durante el enfriamiento y luego rastrearon los parámetros de maduración, procesos antioxidantes y expresión génica de respuesta al frío.

Debido a una mayor producción de etileno y tasas de respiración, el ICW mantuvo la maduración normal en los mangos, produciendo un buen desarrollo del color, SSC, acidez titulable, contenido de clorofila y carotenoides. El tratamiento también redujo la producción de especies reactivas de oxígeno, la fuga de electrolitos y el malondialdehído. Hubo un aumento en las actividades antioxidantes y la acumulación de fenoles, glutatión, flavonoides y ácido ascórbico. La mayor expresión de genes que controlan la respuesta a bajas temperaturas ayudó en la tolerancia al frío para reducir el efecto del frío en los mangos.

Conclusión

Los científicos proponen el ICW como una estrategia que puede ser utilizada para el almacenamiento postcosecha de mangos.

Recubrimientos y Preservación de la Calidad del Mango

Figura 4. Resumen gráfico del experimento de Wang et al. 2023. (Créditos de la imagen: https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2023.101133)

China representará el 30 % de los residuos mundiales de frutas y verduras para 2030. Dado que la nación también es un importante consumidor y exportador de productos frescos, los esfuerzos se centran en reducir los residuos postcosecha.

Los recubrimientos que forman una película delgada en la cáscara de los productos frescos forman una barrera física e inhiben la fisiología para preservar la calidad del mango. Los materiales naturales y comestibles como el quitosano, el alginato de sodio y los aceites esenciales son populares para mantener la frescura y las propiedades antibacterianas y bloqueadoras de UV.

Experimento

Wang et al. se centran en la efectividad de la tecnología de recubrimiento utilizada para aplicar el recubrimiento en el mantenimiento de la frescura y la calidad del mango en almacenamiento. Probaron cuatro métodos de aplicación estándar: recubrimiento por inmersión, recubrimiento con brocha, recubrimiento por pulverización y pulverización electrostática. Examinaron la microestructura de la película, la uniformidad y la calidad producida por los cuatro métodos. Los científicos utilizaron una solución de quitosano con aceite esencial de canela para la capa activa y una capa de recubrimiento de alginato de sodio con TiO2 para la capa de protección.

La microscopía electrónica de barrido, las imágenes de microscopía de fluorescencia y la microscopía de fuerza atómica mostraron que el recubrimiento por inmersión produjo la superficie de película más lisa (ver Figura 4).

La prueba de papel sensible al agua demostró que la pulverización electrostática produjo gotas más finas que el recubrimiento por pulverización. La pulverización electrostática también resultó en las películas más delgadas y la mejor eficiencia de transferencia.

La calidad del mango medida como firmeza fue mejor en los métodos de recubrimiento por inmersión y pulverización electrostática. El oscurecimiento que afecta la calidad y la vida útil del mango fue menor según lo medido por los índices de oscurecimiento (BI) y contenido total de fenoles (TPC). Además, el contenido de malondialdehído, un producto de peroxidación lipídica e indicador de daño oxidativo, fue menor en estos dos métodos. La preservación de la calidad fue similar en ambos métodos de recubrimiento.

Los métodos de pulverización electrostática tenían el tiempo de secado más rápido y usaban menos solución de recubrimiento. Puede lograr un recubrimiento automatizado que puede ahorrar recursos y costos de producción.

Conclusión

La pulverización electrostática se consideró el mejor método de recubrimiento para preservar la calidad del mango, ya que era económico y sostenible.

Impacto de los Patrones de Maduración en la Calidad del Mango

El contenido de ácido ascórbico es un parámetro de calidad crucial en el mango. Es un sustrato para la producción de hormonas y un antioxidante, y es necesario para reducir el daño por frío en los mangos. Sin embargo, el impacto de la maduración en la producción y el metabolismo del ácido ascórbico era desconocido.

Experimento

Wang et al. estudiaron el efecto de la maduración precosecha y postcosecha en la calidad del mango y la producción y metabolismo del ácido ascórbico en mangos ‘Guifei’. Se consideraron dos grupos de frutos. Un conjunto se cosechó en su madurez y se maduró "fuera del árbol" mediante tratamiento con etileno, y otro conjunto se dejó madurar en el árbol. Los parámetros de calidad medidos fueron el color de la cáscara o externo, el contenido de SST y la acidez titulable.

Los mangos que maduraron en el árbol maduraron más tarde y tuvieron mejor calidad de fruta. La producción de etileno fue menor, los cambios de color ocurrieron más tarde, y el SSC y la acidez titulable fueron mayores. El ácido málico fue el ácido orgánico principal en lugar del ácido cítrico.

Los niveles de ácido ascórbico se correlacionaron directamente con la enzima galactosa-1,4-lactona deshidrogenasa (GaILDH) que regula la biosíntesis del ácido. Los niveles de GaILDH y ácido ascórbico disminuyeron a medida que avanzaba la maduración, pero las concentraciones de enzimas que metabolizaban el ácido ascórbico aumentaron.

Conclusión

Si es posible, los mangos deben dejarse madurar en los árboles, ya que su calidad y contenido de ácido ascórbico son mejores que los de los frutos madurados postcosecha. Los parámetros de calidad del color externo, SST y acidez titulable pueden medirse en experimentos con el F-750 Produce Quality Meter o el F-751 Mango Quality Meter.

Reducción de Desperdicios de Mango

Como muestra la investigación anterior, mantener la calidad del mango requiere muchas medidas para abordar los desafíos locales y de la cadena de suministro. En particular, el estudio se centra en perfeccionar la información disponible, ya que gran parte de la investigación básica ya se ha terminado. Herramientas de precisión como las producidas por Felix Instruments analizan la calidad de la fruta mediante métodos no destructivos y dan resultados en tiempo real para ayudar a los científicos a reducir el desperdicio de productos frescos.

Fuente