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Impacto del recubrimiento de quitosano en la calidad fisicoqu�mica poscosecha del banano (Musa x paradisiaca) en Los R�os, Ecuador

 

Impact of chitosan coating on the postharvest physicochemical quality of banana (Musa x paradisiaca) in Los R�os, Ecuador

 

Impacto do revestimento de quitosana na qualidade f�sico-qu�mica p�s-colheita da banana (Musa x paradisiaca) em Los R�os, Equador

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: acortez@uteq.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 12 de mayo de 2024 *Aceptado: 07 de junio de 2024 * Publicado: �02 de julio de 2024

 

        I.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

   IV.            Ecofuner S.A, Buena Fe, Los R�os, Ecuador.

 

Resumen

La investigaci�n tuvo como objetivo evaluar el impacto del quitosano en la calidad fisicoqu�mica poscosecha del banano proveniente de la Provincia de Los R�os, Ecuador, aplic�ndolo como recubrimiento con distintos porcentajes de quitosano (0,5 %, 1,00 %, 1,50 % p/v) en su composici�n m�s un control sin tratamiento. Se aplic� un dise�o experimental completamente al azar en bloques (DBCA), con tres tratamientos y cinco repeticiones, usando como factor de bloqueo los d�as almacenamiento que correspondieron al d�a cero, d�a cinco, d�a diez y d�a 15 de almacenamiento, las variables respuesta fueron: pH, s�lidos solubles totales (�Brix) y firmeza (N). Los bananos mostraron disminuci�n en el pH, destacando menor perdida en el contenido de s�lidos solubles en las que fueron recubiertas con quitosano, dado que el contenido de s�lidos totales es indicativo en el �ndice de madurez del banano; el tratamiento con 1,50 % de quitosano en el recubrimiento report� mejor firmeza frente a los testigos sin quitosano.

Palabras clave: Recubrimiento; Quitosano; Banano.

 

Abstract

The objective of the research was to evaluate the impact of chitosan on the post-harvest physicochemical quality of bananas from the Province of Los R�os, Ecuador, applying it as a coating with different percentages of chitosan (0.5%, 1.00%, 1.50% w/v) in its composition plus a control without treatment. A completely randomized experimental design was applied in blocks (DBCA), with three treatments and five repetitions, using as a blocking factor the storage days that corresponded to day zero, day five, day ten and day 15 of storage, the response variables were : pH, total soluble solids (�Brix) and firmness (N). The bananas showed a decrease in pH, highlighting less loss in the content of soluble solids in those that were coated with chitosan, since the content of total solids is indicative of the maturity index of the banana; The treatment with 1.50% chitosan in the coating reported better firmness compared to the controls without chitosan.

Keywords: Coating; Chitosan; Banana.

 

Resumo

O objetivo da pesquisa foi avaliar o impacto da quitosana na qualidade f�sico-qu�mica p�s-colheita de bananas da prov�ncia de Los R�os, Equador, aplicando-a como revestimento com diferentes porcentagens de quitosana (0,5%, 1,00%, 1,50% w /v) em sua composi��o mais um controle sem tratamento. Foi aplicado delineamento experimental inteiramente casualizado em blocos (DBCA), com tr�s tratamentos e cinco repeti��es, utilizando como fator de bloqueio os dias de armazenamento que corresponderam ao dia zero, dia cinco, dia dez e dia 15 de armazenamento, as vari�veis ​​respostas foram: pH, s�lidos sol�veis totais (�Brix) e firmeza (N). As bananas apresentaram diminui��o do pH, destacando-se menor perda no teor de s�lidos sol�veis naquelas que foram revestidas com quitosana, j� que o teor de s�lidos totais � indicativo do �ndice de maturidade da banana; O tratamento com 1,50% de quitosana no revestimento apresentou melhor firmeza em compara��o aos controles sem quitosana.

Palavras-chave: Revestimento; Quitosana; Banana.

 

Introducci�n

El banano se cultiva en todas las regiones tropicales y es de vital importancia para las econom�as de muchos pa�ses en desarrollo, en t�rminos de valor bruto de producci�n, el banano es el cuarto cultivo alimentario m�s relevante a nivel mundial, despu�s del arroz, el trigo y el ma�z, siendo tanto un alimento b�sico como un producto de exportaci�n (Burgo y Gait�n, 2021).

Esta fruta se considera un producto con altos vol�menes de exportaci�n, ocupando as� Ecuador el lugar como su mayor productor y a pesar de la disminuci�n de la producci�n debido a fen�menos naturales y plagas, el banano sigue manteniendo caracter�sticas singulares y altos est�ndares de calidad, siendo a�n en varios pa�ses una de las frutas de gran consumo y dieta diaria (Chamba y Montoya, 2021).�

Los frutos climat�ricos son aquellos que pueden madurar tanto adheridos a la planta como despu�s de la cosecha, cuando son cortados en la etapa preclimat�rica, ejemplos de estos frutos incluyen el tomate (Solanum lycopersicum), la manzana (Malus domestica) y el pl�tano (Musa spp.). Estos frutos alcanzan la senescencia m�s r�pidamente, ya que su respiraci�n est� acompa�ada por un aumento en los niveles de etileno, lo que coordina y sincroniza el proceso de maduraci�n, por lo que generan p�rdidas considerables en la poscosecha (Mart�nez et al., 2017).

Actualmente, hay una creciente demanda de alimentos que mantengan sus propiedades sensoriales, f�sicas y qu�micas, lo que ha impulsado una mejora continua de los procedimientos naturales en el campo alimentario, con el objetivo de asegurar su conservaci�n sin comprometer su vida �til (D�az et al., 2024; Moreira et al., 2023). Esto ha impulsado numerosas investigaciones de recubrimientos naturales en frutas climat�ricas como el banano (Uscocovich et al., 2024), debido a que forman una capa protectora elaborada con material comestible que se aplica sobre los alimentos para prolongar su vida �til (Le�n et al., 2021).

Estudios recientes han demostrado que las pel�culas hechas de carbohidratos son ampliamente utilizadas por sus buenas propiedades mec�nicas y de barrera contra compuestos de baja polaridad, aunque tienen deficientes propiedades de barrera contra la humedad (Loaiza, 2023). En cambio, las pel�culas comestibles a base de prote�nas son excelentes barreras contra el ox�geno y algunos compuestos arom�ticos (Uscocovich et al., 2023).

Uno de los biopol�meros m�s utilizados en frutas y hortalizas es el quitosano, un recubrimiento obtenido de la quitina mediante desacetilaci�n, con cualidades de nula toxicidad, buena maleabilidad, biocompatibilidad y car�cter antimicrobiano y antif�ngico. Adem�s, trabajos han demostrado que este biopol�mero tiene una excelente actividad antif�ngica contra pat�genos que afectan a las frutas durante el periodo postcosecha (Rodr�guez et al., 2019).

Por lo expuesto anteriormente, el objetivo de esta investigaci�n fue evaluar el impacto del quitosano en la calidad fisicoqu�mica poscosecha del banano proveniente de la Provincia de Los R�os. Aplicando diversos porcentajes de quitosano en un recubrimiento dosificado a los bananos con la finalidad de prolongar sus propiedades en poscosecha.

 

Metodolog�a

Los an�lisis se llevaron a cabo en el laboratorio de Microbiolog�a de la Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, en el Campus "La Mar�a," situado en el Km 7.5 de la v�a Quevedo-El Empalme, Cant�n Mocache, Provincia de Los R�os.

En esta investigaci�n se utiliz� un Dise�o de Bloques Completamente al Azar (DBCA), considerando un �nico factor: tres niveles de quitosano (0,5 %, 1,0 %, y 1,5 %). Las variables de firmeza, s�lidos solubles y firmeza fueron evaluadas en bananos recubiertos con 3 tratamientos y un control, replic�ndose cinco veces para un total de 20 unidades experimentales. Se utiliz� la prueba de significancia de Tukey para determinar las diferencias entre los promedios.

 

 

 

 

Tabla 1: Tratamientos de aplicaci�n de quitosano en banano

 

Para el recubrimiento de bananos con las soluciones de quitosano, se emple� la metodolog�a expuesta por Uscocovich et al. (2024) por inmersi�n de las frutas durante un minuto en el quitosano en sus concentraciones establecidas.

Las variables evaluadas fueron las siguientes:

pH: Fue efectuada con el electrodo de vidrio combinado del equipo potenci�metro marca Hanna (Modelo HI98130) por medici�n directa en la bebida (Inen, 2013).

S�lidos solubles: Por maceraci�n de la fruta con mortero, determin�ndose por refract�metro digital marca Kruss (AOAC, 1990).

Firmeza: Se utiliz� el textur�metro marca Shimadzu (Modelo EZ-LX) provista de una sonda de acero inoxidable de 3 mm de di�metro y 8 cm de longitud. Insert�ndola en la fruta a una velocidad de 10 mm/s y registr�ndose la fuerza de penetraci�n en newton (N) (Uscocovich et al., 2023).

 

Resultados

De acuerdo con la Tabla 2, existi� significancia (p<0,05) en los bananos recubiertos con diferentes porcentajes de quitosano. Asimismo, los resultados mostraron una variaci�n altamente significativa (p<0,05) en los d�as de almacenamiento.

 

Tabla 2: ANOVA de pH

*Significativo, ** altamente significativo, NS no significativo

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Como se aprecia en la Figura 1 est�n detallados los valores seg�n la prueba de Tukey para la variable pH, el control claramente tubo valores promedios superiores (5,58) respecto los tratamientos 1 (5,38), tratamiento 2 (5,35) y tratamiento 3 (5,31), precisamente este �ltimo mostr� el pH m�s adecuado.

 

Figura 1: Prueba de Tukey para pH seg�n los tratamientos

 

En la figura 2 es claro que, en base a los d�as evaluados, el pH tendi� a la disminuci�n.

 

Figura 2: Prueba de Tukey para pH seg�n los d�as evaluados

 

Como lo expone la Tabla 3 existi� una variaci�n significativa (p<0,05) del control en comparaci�n con los tratamientos propuestos, se vislumbr� variaci�n muy significativa (p<0,05) en la variable de bloqueo d�as de almacenamiento.

 

Tabla 3: ANOVA de s�lidos solubles

*Significativo, ** altamente significativo, NS no significativo

 

Todos los tratamientos estaban por debajo del testigo (4,36 �Brix) como se aprecia en la figura 3. El tratamiento 3 (3,54 �Brix) tiene un menor rango estad�stico de sus datos consider�ndolo como el mejor para esta variable, destacan tambi�n el tratamiento 2 (3,85 �Brix) y el tratamiento 1 (3,96 �Brix).

 

Figura 3: Prueba de Tukey para s�lidos solubles seg�n los tratamientos

 

En la figura 4 se observa que la tendencia fue al incremento de los s�lidos solubles a lo largo de la evoluci�n de los d�as en el experimento.

 

Figura 4: Prueba de Tukey para s�lidos solubles seg�n los d�as evaluados

 

En la Tabla 4 se aprecia una elevada significancia (p<0,05) entre los tratamientos y el testigo. De la misma manera existe diferencia significativa (p<0,05) para la variable de bloqueo de d�as de almacenamiento.

 

Tabla: ANOVA de firmeza

*Significativo, ** altamente significativo, NS no significativo

 

Todos los tratamientos mantuvieron una mayor firmeza en contraste con el testigo (13,76 N) de menor valor promedio. Los tratamientos T3 (16,68 N), T2 (16,24 N) y T1 (15,95 N) demostraron una firmeza superior al aplicar quitosano. La variable de firmeza present� una relaci�n directamente proporcional a la concentraci�n de quitosano, por esta raz�n el mejor tratamiento fue el de 2 % que preserv� esta variable en mayor proporci�n (Figura 5).

 

Figura 5: Prueba de Tukey para firmeza seg�n los tratamientos

 

La figura 6 muestra que a medida que transcurren los d�as, la firmeza en los bananos disminuy� estad�sticamente, algo propio de las frutas climat�ricas

 

Figura 6: Prueba de Tukey para firmeza seg�n los d�as evaluados

 

Discusi�n

Durante la etapa del climaterio, ocurren reacciones similares a las de la maduraci�n y la senescencia acelerada, lo que provoca la liberaci�n de �cidos org�nicos en el fruto, estas reacciones pueden disminuir el pH (Castrini, 2009). Castro et al. (2018) atribuyen este comportamiento a la atm�sfera modificada creada por los recubrimientos, la cual ralentiza el proceso metab�lico en los frutos, esto retrasa la degradaci�n enzim�tica del �cido c�trico o su conversi�n en az�car durante la maduraci�n. Indican que el aumento del pH en las frutas probablemente se debe a la reducci�n de la actividad metab�lica.

Hajji et al. (2018) argumentaron cambios menores en el pH en fresas aplicadas con recubrimiento de quitosano al 2,4 % de concentraci�n frente a sus versiones sin tratamiento; Jiao et al. (2019) experimentaron con duraznos al aplicarles quitosano con retraso de la senescencia y del pH, manteni�ndolos adecuados para el consumo por 8 d�as.

Los s�lidos solubles totales son cruciales para la calidad del banano almacenado en poscosecha, ya que tienden a aumentar durante la maduraci�n (Cruz et al., 2021), este fen�meno ocurre debido a la disociaci�n del almid�n en az�cares m�s simples a trav�s del metabolismo primario, proporcionando el sustrato respiratorio necesario para las actividades biol�gicas de la fruta, lo que resulta en un aumento de los s�lidos solubles (Passos et al., 2016), por lo tanto son deseadas� frutas con menores s�lidos solubles. El aumento en s�lidos solubles totales tambi�n se debe a la concentraci�n causada por la p�rdida de agua en el banano (Castro et al., 2018). Castro et al. (2014) se�alaron la incidencia de la p�rdida de agua en papaya y su relaci�n con el incremento en el contenido total de s�lidos solubles.

Uscocovich et al. (2023) logr� retrasar el aumento de los s�lidos solubles con una biopel�cula de quitosano al 1,5 % en bananos; Garc�a et al. (2023) reportaron disminuci�n de los s�lidos solubles en papayas tratadas con el recubrimiento de quitosano y aceite esencial de c�tricos.

Seg�n Mart�nez y Berm�dez (2016), las muestras tratadas con pel�culas comestibles forman una capa protectora que ralentiza la p�rdida de agua y, con el tiempo, mantienen mayor firmeza en comparaci�n con la muestra control, esto se debe a que los cambios acelerados son causados por da�os en las c�lulas del tejido durante el corte. Adem�s, confirman que en los d�as 0 y 5 de almacenamiento no hay diferencia significativa, en contraste del d�a 15, donde la firmeza disminuye dr�sticamente debido a que la firmeza var�a con el tiempo.

Pauta (2018) demostr� una mejora en la conservaci�n de la firmeza al aplicar recubrimientos de almid�n y goma de gelano en manzanas; por otra parte, Castro et al. (2017) redujeron la p�rdida de firmeza utilizando un recubrimiento de quitosano en peras. Uscocovich et al. (2023) recubrieron bananos provenientes de la provincia de Manab� con quitosano y obtuvieron los mejores resultados con una concentraci�n de 1,5 %, lo cual se asemejan de los hallazgos de esta investigaci�n. Adem�s, otros estudios observaron una p�rdida gradual a lo largo de los d�as evaluados, como reporta Castro et al. (2018) en mangos recubiertos y recortados.

 

Conclusiones

Los distintos porcentajes de quitosano retrasaron la senescencia en los bananos, con una mayor influencia positiva a mayores concentraciones de quitosano. Por lo tanto, las caracter�sticas fisicoqu�micas se conservaron favorablemente con los tratamientos de recubrimiento de quitosano.

El grupo de control (sin aplicaci�n de quitosano) fue claramente inferior en cada una de las variables evaluadas. Por lo tanto, la aplicaci�n de recubrimiento de quitosano en los bananos mejor� todas las propiedades analizadas bajo las condiciones deseadas.

El tratamiento m�s efectivo fue el 3 (1.50%), que mostr� un pH m�s bajo, una menor elevaci�n de s�lidos solubles totales y una mejor conservaci�n de la firmeza de la fruta.

 

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