Temas clave en la investigación poscosecha

El comportamiento poscosecha es la resultante de las características intrínsecas de la variedad de fruta y hortaliza de que se trata, del momento y circunstancias del cultivo, del momento de recolección y todos los tratamientos posteriores. La plasticidad genética de la propia variedad y de la especie permiten mejoras en las características organolépticas y el mantenimiento de la calidad hasta el consumidor final y su conocimiento permite una utilización más certera. Esto no obstante tratarse de un campo en que la legislación comunitaria es reacia a dejar utilizar, en agricultura, las mismas herramientas que en la medicina.

Tratamientos físicos y tratamientos químicos son también medios para preservar la calidad hasta el consumo. Los segundos pueden ser útiles aplicados en campo y/o en poscosecha, dependiendo de si el producto está autorizado, mientras que los físicos en general se utilizan en poscosecha. Estos últimos, salvo la irradiación, no tienen limitantes legales de uso pero curiosamente la mayor parte de los trabajos de investigación se centran en compuestos químicos. Si bien de origen natural, deben atenerse a lograr un registro que habilite su uso. Lo mismo ocurre con los microorganismos, otra herramienta potencial.

En el congreso Post2024, que tuvo lugar en junio en Madrid, se trató, a través de la conferencia inaugural y las invitadas sobre enfoques basados en la genética y sobre compuestos naturales como herramientas para una mejor conservación. Igualmente tuvieron un espacio, la evaluación no destructiva  del punto de madurez, la valorización de subproductos, y los riesgos microbiológicos asociados a nuevos sistemas de producción y procesado.

Importancia de las colecciones para preservar mutaciones espontáneas de interés

La compacidad del racimo facilita el crecimiento de Botrytis, uno de los principales problemas sanitarios de la vid; el mercado aprecia variedades apirenas, ...

Jose Miguel Martínez Zapater, Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino, Logroño, La Rioja, explicó que la variación somática contribuye a la variación fenotípica en especies leñosas como la vid, cuyas variedades tradicionales se propagan vegetativamente durante siglos. Su conferencia, titulada “Variación somática en la vid: nuevas funciones biológicas para la mejora genética y la edición génica” fue la que inauguró Post2024.

La variación fenotípica entre plantas derivadas de una misma semilla original resulta de mutaciones somáticas que afectan a diferentes células y líneas celulares de la planta y que pueden mantenerse estables mediante propagación vegetativa. En la vid se han descrito variantes somáticas para múltiples caracteres de las plantas y en el proceso de generación de los gametos estas mutaciones casuales pueden llegar a transmitirse por vía sexual. Esta variación ha sido importante durante el proceso de domesticación y la existencia de colecciones que recojan las variedades es imprescindible para poder sacar partido de esta riqueza de caracteres.

Calabacines más resistentes a daños por frío y con más compuestos de interés nutricional

En el año 2018 se publica la secuencia completa del genoma de Cucurbita pepo. Desde entonces se han re-secuenciado miles de genomas y transcriptomas, y se han desarrollado herramientas de genómica funcional que han supuesto un avance sustancial en el conocimiento del control genético de los caracteres de interés agronómico.

El grupo de investigación de Manuel Jamilena Quesada, Universidad de Almería, está utilizando herramientas genómicas y transcriptómicas para identificar QTLs, genes y variantes alélicas responsables de la calidad del calabacín. Fruto de estos trabajos es cuenta una plataforma de genómica funcional en C. pepo compuesta por una población de mutantes EMS (*) con 3.700 líneas M2 independientes en el fondo genético MUCU16.

La colección de mutantes desarrolada por Manuel Jamilena, UAL, y su grupo de investigación

Mediante screenings directos se han identificado accesiones y líneas mutantes cuyos frutos son más tolerantes a los daños por frío o acumulan más carotenoides o azúcares en la piel. Se han detectado los QTLs y los genes responsables de los fenotipos. 

En las aproximaciones de genética inversa identificaron un conjunto de genes diferencialmente expresados en los frutos de mayor y menor calidad, y posteriormente detectaron mutaciones en estos genes mediante la secuenciación de genoma completo de la colección de mutantes (Tilling by sequencing). 

Estos mutantes no solo son útiles en estudios básicos de genómica funcional, sino que también pueden ser una fuente importante de caracteres de interés para la mejora genética del cultivo. En base a proyectos en que trabajan con empresas de semillas, los fenotipos de interés y los marcadores ligados o responsables del carácter se transfieren para el desarrollo de nuevos híbridos de calabacín.

(*) EMS

Herramientas para el desarrollo de nuevas variedades de propagación por semilla 

También de genética fue una de las conferencias invitadas, en este caso a cargo de Antonio Granell Richart, Grupo Genómica y Biotecnología de Plantas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP-CSIC-UPV), Valencia. En este caso la planta elegida, el tomate, es de propagación por semilla. El ponente repasó las contribuciones de su laboratorio al desarrollo de conocimiento, materiales y herramientas para desarrollar nuevas variedades que proporcionan frutos con las características deseadas en lo que a características nutricionales y organolépticas se refiere. 

Para ello se combinó MASPB (*) y biotecnología, incluyendo la identificación de regiones del genoma /QTLs (**)asociados y eventualmente los genes causantes del fenotipo. Algunas de estas investigaciones se han llevado a cabo en colaboración con empresas en el marco de proyectos colaborativos o el conocimiento / materiales se han licenciado a empresas. 

El ponente también se refirió a la situación legal en Europa Comunitaria de las NGTs, nuevas técnicas genéticas por sus siglas en inglés cuya aprobación es de importancia para las empresas del sector, pero que no acaban de aprobarse para uso agronómico.

(*) MASPB (Marker Assisted Plant Breeding) Mejora asistida por marcadores

(**) QTL son locus de caracteres cuantitativos, por sus siglas en inglés Quantitative Trait Locus

Frutas y hortalizas como fuentes de polifenoles

El objetivo de una fruta u hortaliza en la mesa del consumidor es el placer, al tiempo que alimenta y son productos de calidad nutritiva, cuyo aporte va más allá de la energía. Sonia de Pascual y Teresa Fernández, Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN-CSIC), explicaron el papel de los polifenoles en la nutrición humana en su conferencia “Efectos sobre la salud del consumidor de los polifenoles en frutos y hortalizas”.

Los polifenoles derivan del metabolismo secundario de los vegetales y comprenden un grupo amplio de compuestos entre los que están los ácidos fenólicos, los estilbenos o los lignanos. 

Los efectos sobre la salud del consumidor son por un lado, por su actividad biológica intrínseca, a través de distintas frutas y mecanismos que dependiendo del grupo de polifenoles se han demostrado a nivel, sobre todo, cardiovascular, neurocognitivo y de regulación de la microbiota intestinal.Por otro lado, los polifenoles interaccionan con otros componentes de los productos vegetales y de la dieta en general y actúan protegiendo a los nutrientes frente a la oxidación y la degradación, o interaccionan con compuestos tóxicos bloqueándolos e inhibiendo su acción

Los niveles de polifenoles en frutos y hortalizas se ven modificados por múltiples factores desde la variedad a factores agronómicos, grado de maduración o la presencia de agentes estresantes bióticos o abióticos. Las distintas estrategias utilizadas en postcosecha persiguen, en muchos casos, el aumentar el contenido de estos compuestos, los polifenoles, promoviendo su biosíntesis, con el fin de mejorar, ya sea, la vida útil de esos productos, o con el de “funcionalizar” frutos y hortalizas con el fin de incrementar su valor añadido. 

En ambos casos, de forma deliberada o no, se consigue un aumento de los potenciales beneficios para la salud del consumidor.

La importancia de un diagnóstico certero

Las alteraciones fisiológicas poscosecha son la consecuencia de distintos estreses abióticos con sintomatologías que pueden dar lugar a diagnósticos inexactos. María Teresa Lafuente Rodríguez, Departamento de Biotecnología de Alimentos, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSICM) en su ponencia “Tolerancia a estreses abióticos responsables de alteraciones fisiológicas postcosecha” explicó que la distinción y clasificación etiológica puede ser errática cuando distintos estreses dan lugar a síntomas similares.

Ma. Teresa Lafuente destaca la importancia de saber diferenciar entre síntomas que pueden ser muy similares. Preside la mesa José Manuel Palma, de la Estación Experimental El Zaidin, una reciente "incorporación a la poscosecha", quien presentó un interesante trabajo sobre la interacción del óxido nítrico (NO) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) en la maduración y postcosecha del fruto de pimiento

Daños por frío y, en menor medida, la deshidratación (estrés hídrico), han sido objetos clásicos de estudio. Sin embargo, los conocimientos sobre la contribución del déficit energético (ayuno) en el desarrollo de alteraciones fisiológicas, y de los mecanismos que conlleva, son escasos a pesar del estrés que se genera por la falta de aporte de nutrientes al cosechar el fruto. Además, dicho estrés se potencia en condiciones pre-/postcosecha que incrementen la respiración del fruto. 

La presentación proporcionó una visión general sobre la tolerancia de los frutos a los estreses mencionados, destacando la importancia de factores precosecha, de tratamientos de acondicionamiento que inducen tolerancia a dichos estreses, y de diferenciar entre respuestas tempranas y tardías a los mismos. El estrés oxidativo y la degradación de lípidos y proteínas, que afectan a la integridad de la membrana, suelen participar en el desarrollo de distintas alteraciones postcosecha independientemente del estrés que las produce.

La investigadora resaltó también el concepto de adaptación cruzada al estrés en plantas por su importancia en el desarrollo de tratamientos de acondicionamiento que reducen los daños postcosecha mediante la aplicación de un estrés no letal previo al que causa el daño. 

Requisitos en la valorización de subproductos

La economía circular pasa por ser capaces de sacar partido de los subproductos de las diferentes industrias hortofrutícolas. Francisco Artés Hernández, Grupo de Postrecolección y Refrigeración, Departamento de Ingeniería Agronómica e Instituto de Biotecnología Vegetal, Universidad Politécnica de Cartagena, trató del tema en su conferencia “Valorización de subproductos hortofrutícolas mediante tecnologías verdes sostenibles”, resaltando la necesidad de tener también en cuenta la eficiencia y consumo energético, el coste y el impacto medioambiental que conducen a un aprovechamiento sostenible de los subproductos.

Francisco Artés Hernández resalta la importancia de evaluar, entre otros, el consumo energético a la hora de revalorizar residuos

La cantidad de subproductos generados por la industria hortofrutícola puede llegar hasta el 50% de la materia prima, conteniendo abundantes compuestos bioactivos, principalmente polifenoles, carotenoides, pectinas y ácidos grasos. 

Ante el creciente interés por promover la salud a través de la alimentación, la industria se está centrando en su revalorización sostenible y aprovechar los compuestos fitoquímicos de estos subproductos para el desarrollo de nuevos alimentos de “etiqueta limpia”.  

Existen diversas técnicas de extracción. Desde métodos térmicos convencionales hasta enfoques innovadores como la extracción asistida por microondas. Sin embargo, la inestabilidad térmica de los compuestos nutracéuticos, que reduce su contenido, ha conducido la investigación hacia “tecnologías verdes” no térmicas, como la extracción asistida por ultrasonidos o enzimas, los fluidos supercríticos, la alta presión hidrostática, los campos eléctricos pulsados, la fermentación y la maceración. También se aboga por el uso de disolventes ecológicos como el agua o disolventes orgánicos. 

Los extractos concentrados (polvo o líquido, encapsulados o no) se pueden incorporar a matrices alimentarias como una buena herramienta para conservar y suplementar alimentos mejorando sus propiedades tecno-funcionales. 

¿Cómo evitar y detectar contaminaciones en producción y procesado? 

En los últimos años, las hortalizas de hojas han sido los productos mínimamente procesados que han causado un mayor número de brotes y retiradas de productos del mercado por riesgos de contaminación por Listeria monocytogenes y en menor medida por Salmonella spp. La conferencia de María Isabel Gil Muñoz,Grupo de Microbiología y Calidad de Frutas y Hortalizas, CEBAS-CSIC, analizó el “Control de riesgos microbiológicos asociados a nuevos sistemas de producción y procesado”. 

Ma. Isabel Gil destaca la necesidad de necesidad de mejora en el diseño de algunas zonas que tienden a acumular agua

Las hortalizas que se comercializan como mínimamente procesados se producen en CEA (*) -cultivo hidropónico con solución nutritiva, sustrato artificial y suelo-. En la conferencia se abordaron las posibles fuentes de riesgo y las rutas de transmisión en estos tres sistemas,  donde las prácticas de cultivo y la recolección están automatizadas. 

Además, se presentará el estudio realizado en tres plantas de procesado de productos mínimamente procesados con el fin de caracterizar los patrones de prevalencia y contaminación mediante la realización de muestreos sistemáticos de monitorización ambiental (EM). 

En este estudio, realizado después de la producción, justo antes de la limpieza, se observó una prevalencia muy elevada, si lo comparamos con los muestreos que se realizan después de la limpieza y desinfección de la línea de producción. El principal objetivo fue la identificación de nichos contaminación que pudieran causar la contaminación cruzada con el producto final. 

En los tres muestreos realizados por planta de procesado se detectaron nichos de contaminación en las superficies no en contacto directo con el alimento (non-FCS) las cuales pudieron favorecer la transferencia de L. monocytogenes a las superficies en contacto directo con el alimento (FCS). 

Ninguno de los aislados mostró resistencia frente a los biocidas empleados por la industria. Esto indica que la presencia de L. monocytogenes tras la limpieza y desinfección podría estar relacionada con la necesidad de mejora en el diseño de algunas zonas que tienden a acumular agua como grietas en el piso, uniones de paredes, y desagües. 

Poliaminas en precosecha que reducen el rajado

De la existencia de las poliaminas (PAs) se sabe desde 1678, en que fueron descubiertas por Anton van Leeuwenhoek, el “padre de la microbiología”. Se trata de compuestos orgánicos que se encuentran en todos los seres vivos, incluidas las plantas y están implicadas en varios procesos biológicos y fisiológicos como el crecimiento, maduración y senescencia de frutos. Además, las PAs pueden modular la respuesta de la planta a diversos tipos de estrés abiótico y biótico. 

Daniel Valero explica los efectos de las poliaminas aplicadas en precosecha

Daniel Valero Garrido. Universidad Miguel Hernández, Alicante, en su conferencia “Aplicación de poliaminas en precosecha sobre la fisiología de la maduración, producción y calidad de frutos no climatéricos”, explicó que  la mayoría de las investigaciones con estos compuestos se centraron en su aplicación poscosecha buscando reducir los daños por frío. Aplicadas en este momento se sabe que las PAs son eficaces en modular el proceso de maduración, retrasar la senescencia y mantener los parámetros de calidad organoléptica. 

El ponente explicó los resultados obtenidos aplicando las PAs en precosecha. Se analizaron los efectos de la aplicación precosecha de PAs (putrescina y espermidina) a diferentes concentraciones sobre el rendimiento de los cultivos de cereza, granada y naranja sanguina, todos ellos frutos no climatéricos. Entre los efectos obtenidos aplicando estas dos PAs es la reducción en los frutos rajados en las especies susceptibles; para el futuro se plantea profundizar en los mecanismos fisiológicos implicados.

Vis-NIRS para determinar la fecha óptima de recolección en naranja y mandarina  

La IGP Cítricos del Algarve, en Portugal, tiene como una de sus características una recolección pasado el mínimo aceptable, lo que redunda en una mayor calidad organoléptica. Sin embargo, explica Ana M. Vicente Cavaco, Centro de Eletrónica, Optoeletrónica e Telecomunicações (CEOT), Universidade do Algarve, en su conferencia “Don Quijote del Vis-NIRS (*) e a previsão inteligente da data ótima de colheita em Citrinos do Algarve IGP”, el cambio climático ha provocado un grave estrés hídrico y altas temperaturas en esa región. 

Mantener la calidad y la producción de forma sostenible requieren una gestión inteligente de las huertas. El factor determinante de la calidad de la fruta en los mercados se basa en la capacidad de predecir la fecha óptima de cosecha (DOC), la cual sigue valores mínimos de contenido de zumo, contenido de sólidos solubles (SST) e índice de madurez (IM). 

Estos parámetros se determinan mediante métodos estandarizados y destructivos, en pequeñas muestras de cada huerto. El objetivo de este estudio fue aplicar espectroscopia visible y de infrarrojo cercano (Vis-NIRS) para predecir el estado de madurez de naranja (Citrus sinensis L. Osbeck 'Newhall') y mandarina (Citrus reticulata Blanco x Citrus sinensis (L) Osbeck' Ortanique') en cuatro huertos georeferenciados con diferentes condiciones edafoclimáticas.

Los espectros del fruto se adquirieron directamente del árbol, con un sistema portátil VisNIRS. Luego de la correlación mediante PLS, con los respectivos parámetros determinados por métodos estandarizados, se construyeron modelos de calibración, excepto para el contenido de jugo. 

El modelo con mayor capacidad predictiva se obtuvo para TSS, seguido de IM en naranja, y lo contrario en ‘Ortanique’. El peor modelo se obtuvo para la firmeza. 

Se demostró la posibilidad de aumentar la robustez de los modelos en tiempo real, en una misma temporada comercial, mediante técnicas de recalibración (sesgo y spiking), y a lo largo de los años con la inclusión de nuevos conjuntos de datos de diferentes huertos. El uso de redes neuronales y aprendizaje profundo mejora la amplificación del rendimiento del modelo, a través de la integración de bases de datos más grandes y/o resultantes de la detección ambiental en huertos. Aceptando las limitaciones de esta técnica, el gran desafío de Vis-NIRS radica en su implementación en las rutinas de gestión de productores y cooperativas.

(*) Espectroscopia de reflectancia en el infrarrojo cercano visible

Recubrimientos comestibles y envases biodegradables

El envasado sostenible forma parte del Pacto Verde Europeo y desempeña un papel clave 

en la estrategia social y política de la UE. María Bernardita Pérez-Gago, Centro de Tecnología Postcosecha. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), en su conferencia “Recubrimientos comestibles y envases biodegradables como estrategias de envasado sostenibles para reducir las pérdidas de calidad de frutas y hortalizas durante postcosecha” destacó que los materiales de envasado de alimentos biodegradables y sostenibles basados en biopolímeros como proteínas, polisacáridos y biopoliesteres han ayudado a las industrias a afrontar estos desafíos. 

En el caso de frutas y hortalizas, las películas y recubrimientos comestibles formulados a partir de biopolímeros como proteínas y polisacáridos y otros compuestos naturales o sustancias GRAS (‘generally recognized as safe’) han cobrado mucho interés tanto a nivel científico como industrial como tecnología segura y de bajo impacto ambiental.

Estos pueden proporcionar una barrera a gases y vapor de agua reduciendo la transpiración y la actividad metabólica del fruto al crear una atmósfera modificada y además permiten la incorporación de compuestos activos con capacidad antimicrobiana y/o antioxidante o incluso aromas y nutrientes que dan respuesta a otros aspectos de calidad, como alteraciones fisiológicas, atributos sensoriales y nutricionales y de seguridad alimentaria, ofreciendo nuevas oportunidades en la postcosecha de frutas y hortalizas frescas enteras y mínimamente procesadas. 

En este sentido, el desarrollo de recubrimientos comestibles con actividad antifúngica para frutas y hortalizas enteras a partir de biopolímeros como el quitosano o el Aloe vera, que presentan cierta capacidad antifúngica, o mediante la incorporación a las formulaciones de ingredientes con capacidad antifúngica, como pueden ser algunas sales orgánicas e inorgánicas, aceites esenciales, extractos de plantas, agentes de control biológico, etc., es una de las áreas con más interés científico en los últimos años por la necesidad de buscar alternativas a los fungicidas químicos de síntesis. 

De igual manera, el uso de recubrimientos comestibles para alargar la vida útil de los productos mínimamente procesados es una de las técnicas más novedosas y prometedoras. En estos productos, la mayor parte de los trabajos se han centrado en el desarrollo de recubrimientos con actividad antioxidante y/o antimicrobiana mediante la incorporación de aditivos alimentarios o diseñando envases que permiten la liberación controlada de la sustancia activa. 

Por otra parte, las estrategias actuales dentro de los escenarios de la economía circular están dirigiendo los estudios hacia la obtención de biopolímeros, bioplásticos funcionales y materiales avanzados obtenidos a partir de subproductos o residuos alimentarios generados en la industria agroalimentaria que permiten su aplicación en el envasado de frutas y hortalizas, contribuyendo así a la sostenibilidad de la cadena alimentaria.

Sobre Post 2024

El Congreso Post2024 tuvo lugar del 12 al 14 de junio en Madrid reunió al XIV Congreso Nacional y al XII Ibérico de Maduración y Postcosecha, con presencia de investigadores principalmente extranjeros principalmente de Portugal, aunque no exclusivamente. 

Asistentes a Post 2024 en el Espacio Sala Maldonado de Madrid

Tuvo la característica de demostrar, a través de sus participantes y temáticas, que crece la conciencia de que “la poscosecha empieza en el campo”, a través de la presencia de especialistas hasta ahora no habituales de los encuentros poscosecha. La organización estuvo a cargo del Grupo Biotecnología y Calidad Posrecolección (POSTBIOTEC), Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN-CSIC). Carmen Merodio Moreno, responsable de POSTBIOTEC presidio Post2024.

En la página web del Congreso, https://post2024.com/, están disponibles tanto el Libro de Resúmenes como el Libro de trabajos completos.

Los Organizadores de Post 2024 tuvieron la gentileza de dejar un espacio para la presentación de la revista "ACTUAL Poscosecha" que editará anualmente Poscosecha.com, recogiendo trabajos de investigación en el tema. En la imagen a continuación, nuestra compañera Claudia Conesa explica las características de esta publicación, cuyo primer número será presentado en la feria Fruit Attraction 2024 (8 a 10 de octubre 2024, Madrid) y cuenta este año con el patrocinio en exclusiva de Citrosol, en cuyo stand tendrá lugar la presentación.

Claudia Conesa, SPE3 - Poscosecha, presentando la revista ACTUAL Poscosecha


La imagen principal es el Grupo de Jóvenes Investigadores fotografiados después de la reunión que tuvieron durante Post2024 por nuestra compañera Claudia Conesa