Optimizando la calidad de los productos IV gama mediante la aplicación de luz LED

La iluminación es una de las principales fuentes de energía durante el desarrollo de las plantas, ya que desempeña un papel crucial en el proceso mediante el cual las plantas producen su propio alimento. 

La radiación fotosintéticamente activa (PAR) entre 400 y 700 nanómetros es la zona del espectro que los organismos fotosintéticos pueden utilizar en el proceso de fotosíntesis. La clorofila, el pigmento verde presente en las hojas y otras partes verdes de la planta, absorbe la luz visible, principalmente en la región roja y azul, lo que ha llevado al estudio de estas luces. Recientemente se ha demostrado que las luces de diferentes longitudes de onda (azul, verde, amarillo, naranja, rojo o rojo lejano) afectan la biosíntesis de compuestos beneficiosos para la salud durante la fase poscosecha de frutas y verduras (enteras o preconfeccionadas).

Las luces LED representan una alternativa válida al uso de lámparas convencionales debido a su eficiencia energética, durabilidad y versatilidad. Además, la gestión eficiente que reduce el desperdicio económico y energético en las industrias alimentarias es parte de los Objetivos de Desarrollo Sostenible adoptados por las Naciones Unidas. La historia de las luces LED en la horticultura se remonta a su primera aplicación en invernaderos. Desde el principio, estas luces han estado a la vanguardia en transformar el cultivo de frutas y verduras, ofreciendo un control preciso sobre las condiciones de luz. Su capacidad para modular la calidad durante el almacenamiento y transporte representa un avance significativo en la industria alimentaria.

¿Cómo afectan las luces LED al almacenamiento de frutas y hortalizas? 

Las frutas y hortalizas cuentan con sensores específicos, llamados fotoreceptores, que detectan la luz y, según su longitud de onda, influyen en diversos procesos fisiológicos. Las longitudes de onda de la luz LED pueden modular la síntesis de compuestos bioquímicos y la actividad enzimática, impactando así en la maduración, metabolismo y calidad general de estos productos.

La iluminación LED genera un estrés abiótico en la planta, llevándola a producir metabolitos secundarios como parte de su mecanismo de defensa. Paradójicamente, estos compuestos bioactivos resultan beneficiosos para nuestra salud.

Beneficios de las luces LED en el almacenamiento de productos hortofrutícolas

Después de la cosecha, las frutas y hortalizas experimentan una rápida disminución de calidad debido al aumento en la tasa de respiración, el ablandamiento, la oxidación de los lípidos y la pérdida de agua, lo que resulta en una reducción de las características visuales, organolépticas y nutricionales.

Dado que este proceso de senescencia se intensifica en los productos de IV Gama o mínimamente procesados, la iluminación LED puede ser un tratamiento poscosecha eficaz para prolongar la vida útil y mantener la calidad de frutas y hortalizas. Los principales beneficios de las luces LED en la poscosecha de estos productos son:

• Mejora del color: El color es un atributo crucial para la aceptación y calidad de los productos hortofrutícolas, asociado con la concentración de compuestos como antocianinas, licopeno y clorofila. Aumentar estos compuestos mejora el aspecto visual. Por ejemplo, en el caso de los brócolis, la iluminación con luz blanca retrasa el amarilleo al mantener el contenido de carotenoides.
• Retraso o aceleración de la maduración: Exponer ciertas frutas y hortalizas a longitudes de onda específicas de las luces LED puede retardar o acelerar la maduración. Por ejemplo, la iluminación azul retrasa la maduración de los tomates verdes inmaduros, mientras que la luz roja la acelera. En el caso de los cítricos, la iluminación azul acelera la maduración.
• Aumento de nutrientes: La activación del metabolismo secundario de la planta aumenta el contenido de compuestos beneficiosos como vitaminas, azúcares, polifenoles y antioxidantes, mejorando así la calidad nutricional de los productos.
• Control de microorganismos: Algunas longitudes de onda de la luz LED poseen propiedades antimicrobianas, contribuyendo a controlar el crecimiento de hongos y bacterias responsables del deterioro de frutas y verduras.
• Reducción de pérdidas: Al mantener la frescura de los productos hortofrutícolas por períodos más extensos, se reducen las pérdidas económicas y se minimiza el desperdicio alimentario.

Sin embargo, es importante señalar que, aunque las luces LED no generan calor, se ha observado un leve aumento en la pérdida de peso en las frutas almacenadas bajo iluminación LED en comparación con aquellas conservadas en condiciones de oscuridad. Esto se debe especialmente a la luz azul, que afecta la apertura de los estomas, causando un aumento en la tasa de respiración y, a su vez, afectando el metabolismo general de frutas y verduras.

¿En qué situaciones se puede implementar la iluminación LED durante el almacenamiento poscosecha de frutas y hortalizas? 

Normalmente, estos productos se han resguardado en condiciones de oscuridad, ya sea en cámaras frigoríficas industriales, supermercados, transporte refrigerado o incluso en refrigeradores domésticos (con breves intervalos de iluminación al abrir la puerta). No obstante, en los mostradores de los supermercados, los productos quedan expuestos a extensos periodos de luz constante, lo que podría resultar en una disminución de la calidad si no se gestiona adecuadamente.

Diversos estudios científicos han explorado distintos fotoperíodos durante el almacenamiento de pimiento rojo y brócoli, proporcionando así información valiosa sobre cómo la duración y tipo de iluminación pueden impactar en la conservación y calidad de estos productos. Entre estos estudios destacar los siguientes realizados en la Universidad Politécnica de Cartagena:

• Artés-Hernández, F., Castillejo, N., Martínez-Zamora, L. 2022. UV and Visible Spectrum LED Lighting as Abiotic Elicitors of Bioactive Compounds in Sprouts, Microgreens, and Baby Leaves—A Comprehensive Review including Their Mode of Action. Foods. 11(3):265. https://doi.org/10.3390/foods11030265 
• Castillejo, N., Martínez-Zamora, L., Artés–Hernández, F. 2023. A photoperiod including visible spectrum LEDs increased sulforaphane in fresh-cut broccoli. Postharvest Biology and Technology, 200, 112337. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2023.112337
• Martínez-Zamora, L., Castillejo, N., Artés–Hernández, F. 2023. Effect of postharvest visible spectrum LED lighting on quality and bioactive compounds of tomatoes during shelf life. LWT, 114420. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114420

Este tema crucial se tatará a fondo en una sesión durante FRESH-CUT 2024, la Conferencia Internacional sobre Productos Mínimamente Procesados, que tendrá lugar en Foggia (Italia) del 3 al 6 de junio de 2024