DOI 10.35381/cm.v7i3.626
Biopelícula de propóleo en la etapa de postcosecha de la guayaba (Psidium guajava)
Propolis biofilm applied during the postharvest stage of guava (Psidium guajava)
Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo
Ecuador
https://orcid.org/0000-0001-6780-4407
Ramona Cecilia Párraga-Alava
ingceciliaparraga@hotmail.com
Universidad Técnica de Manabí, Chone
Ecuador
https://orcid.org/0000-0003-1546-111X
Recibido: 15 de septiembre 2021
Revisado: 10 de noviembre 2021
Aprobado: 15 de diciembre 2021
Publicado: 01 de enero 2022
RESUMEN
Desde la agroindustria la conservación de las frutas es un tema de especial interés, que tiene el desafío de aplicar adecuadas técnicas que ayuden alargar la vida anaquel de las frutas para garantizar su comercialización. En el presente estudio se realiza una evaluación de una biopelícula de propóleo aplicada durante la etapa de postcosecha de la guayaba (Psidium guajava), de acuerdo con la metodología es una investigación bibliográfica elaborada mediante la selección de bibliografía especializada. Entre las conclusiones se determinó la viabilidad de la biopelícula de propóleo para la conservación de las características fisicoquímicas de la guayaba postcosecha, los beneficios del uso de biopelículas en frutas y del propóleo como conservante natural por las múltiples ventajas que ofrece para alargar el tiempo de consumo de la fruta.
Descriptores: Agronomía; cultivo; producción agrícola. (Palabras tomadas del Tesauro UNESCO).
ABSTRACT
From the agroindustry, the conservation of fruits is a topic of special interest, which has the challenge of applying adequate techniques that help extend the shelf life of fruits to guarantee their commercialization. In the present study, an evaluation of a propolis biofilm applied during the postharvest stage of guava (Psidium guajava) is carried out, according to the methodology, it is a bibliographical research elaborated through the selection of specialized bibliography. Among the conclusions, the viability of the propolis biofilm was determined for the conservation of the physicochemical characteristics of the postharvest guava, the benefits of the use of biofilms in fruits and of propolis as a natural preservative due to the multiple advantages it offers to lengthen the time of consumption. of the fruit.
Descriptors: Agronomy; cultivation; agricultural production. (Words taken from the UNESCO Thesaurus).
INTRODUCCIÓN
La guayaba (Psidum guajava) es una especie de amplia distribución y demanda en América Latina, de importancia comercial en más de 60 países (Aguilera y colaboradores 2020) con una producción de 1.2 millones de toneladas a nivel mundial (Garcia-Hevia y colaboradores 2019). En el Ecuador su cultivo es muy extendido en provincias como Pastaza, Zamora Chinchipe y Esmeraldas, pero a nivel nacional en los últimos años se ha presentado un incremento significativo en su producción y consumo (Iguasnia, 2020).
La problemática principal de la guayaba se define por el excedente de producción de la fruta y falta de procesamiento, debido a que su fruta es temporal su comercialización presenta múltiples dificultades, únicamente el 10% comercializa mientras que el 90% restante se desperdicia por ser altamente perecible, las perdidas postcosecha hace conveniente la introducción de tecnologías que permitan su aprovechamiento más eficiente (Aguilera y colaboradores 2020).
Ante esta situación el procesamiento es fundamental para asegurar el manejo postcosecha y la calidad del producto final, lo que justifica además la necesidad de su industrialización. Tanto el procesamiento como la conservación requiere de técnicas adecuadas que prolonguen su vida útil y calidad, por ello a nivel tecnológico se han desarrollado una multiplicidad de opciones para su conservación (Tenorio y colaboradores 2019).
Existe una amplia gama de tratamientos y técnicas que han demostrado ser efectivos para prolongar la vida útil postcosecha de la guayaba, entre los que se identifica el almacenamiento a baja temperatura por encima de las temperaturas críticas de daño por frío, almacenamiento en atmósferas controlada y modificadas, uso de emulsiones de recubrimiento como biopelícula en tratamiento hidrotérmico, uso de antioxidantes, irradiaciones gamma, peróxido de hidrógeno. (Aguilera y colaboradores 2020) Estos tratamientos postcosecha retrasan el proceso de maduración de la guayaba y, permiten conservar la calidad de los productos durante un mayor tiempo; sin embargo, se ha demostrado que son más efectivos cuando se combinan con almacenamiento a bajas temperaturas (Parra, 2014).
Entre las alternativas más prometedoras para la conservación de la fruta ese encuentra la aplicación de recubrimientos comestibles que en la industria alimentaria ha cobrado gran importancia para alargar la vida útil en frutas y productos mínimamente procesados (Gonzáles y colaboradores 2016) entre los conservantes de origen natural utilizados se identifica la biopelícula de propóleo.
La biopelícula es un tapiz bacteriano (Sarduy & Gonzáles, 2016) o comunidades de microorganismos que sobreviven sobre una superficie que les ayudan a desarrollar tolerancia a las moléculas con actividad antimicrobiana (Peña & Hernández, 2017). El propóleo es una sustancia producida por las abejas para barnizar el interior de las colmenas, en esencia es un material gomoso resinoso de tonalidades obscuras que las abejas depositan en las colmenas como mecanismo de profilaxis (Salamanca, 2017) utilizado tradicionalmente por sus propiedades antisépticas y fungicidas (Sosa y colaboradores 2016), su uso ha sido ampliamente explorado siendo ideal su aplicación como conservante natural por poseer condición semejante a los conservantes químicos (Herández y colaboradores 2018).
Con una compleja composición química el propóleo está constituido por una gran variedad de compuestos químicos cuya composición varía según la fuente de procedencia (Soto, 2015), cuenta con más de trescientos diferentes tipos de constituyentes químicos como polifenoles, terpenoides, esteroides, aminoácidos (Velásquez & Montenegro, 2017). Los flavonoides, ácidos aromáticos, diterpenoides y compuestos fenólicos son los principales constituyentes químicos responsables de las propiedades biológicas del propóleo (Bucio & Martínez, 2017).
La biopelícula de propóleo es una tecnología que emerge como una alternativa con gran potencial para garantizar el acceso a alimentos saludables y la prolongación del tiempo de vida de anaquel de las frutas (Ocaña, 2018). Los extractos de propóleo conducen a la acumulación de biopelículas que crea un nicho herméticamente sellado que mejora las barreras de permeabilidad a los gases (Montes y colaboradores 2017), actúa como defensa física reduciendo la permeabilidad al O2, CO2 y vapor de agua, retardando las reacciones metabólicas asociadas con la maduración fisiológica e inhibiendo el apareamiento enzimático, preservando su textura y sabor. (Aguilar, García, & Quiróz, 2020), su función fungicida y bactericida a través de algunas enzimas anula el proceso de descomposición impermeabilizando la materia, (Quezada y colaboradores 2018), su aplicación diverge en cuanto a la especie a tratar, trayectoria climatérica o en respuesta a los procedimientos de manejo postcosecha tales como temperatura y humedad relativa, pero en general se conoce que el extracto de propóleo prolonga la vida útil muy efectivamente en las frutas (Passos y colaboradores 2016).
En consideración con ello el presente estudio tiene como objetivo general evaluar la biopelícula de propóleo aplicada durante la etapa de postcosecha de la guayaba (Psidium guajava), su finalidad establecer la eficacia de la aplicación de la biopelícula de propóleo sobre corteza de la fruta durante la etapa de postcosecha de la guayaba (Psidium guajava) como alternativa para la conservación natural de la fruta y expansión de su vida útil postcosecha.
MÉTODO
La presente investigación corresponde a un estudio descriptivo, documental y bibliográfico en el que se hace una revisión de diferentes tipos de evaluaciones de la biopelícula de propóleo aplicada durante la etapa de postcosecha de la guayaba (Psidium guajava), elaborada mediante un proceso de selección, análisis, reflexión e interpretación de literatura especializada.
Las fuentes de información utilizadas corresponden a artículos científicos publicados en revistas especializadas de donde se seleccionaron las referencias citadas, así como los resultados que son relevantes para esta investigación. Para la búsqueda de la información se utilizaron las palabras claves guayaba, propóleo, biopelícula en español e inglés, la misma que se realizó en bases de datos como Scopus, Scielo, Redalyc. Como criterio de selección se consideraron los artículos científicos publicados entre los años 2015 y 2021, sin embargo, también se seleccionaron varias publicaciones de años previos por ser de especial relevancia y tener un aporte significativo para el estudio.
DISCUSIÓN
La Guayaba
La guayaba cuyo nombre latino proviene del árbol de guaya común es Psidium guajava, es una fruta perteneciente al orden Myrtales, la familia Myrtaceae (Marine & Delgado, 2017). Originaria de América Central, en la actualidad se cultiva en todas las regiones tropicales y subtropicales del mundo (Guevara, y otros 2019).
La planta es de polinización abierta con gran variabilidad en vigor, tamaño de fruta, brix, color de pulpa y número de semillas (Bogantes & Mora, 2018) es exigente en nitrógeno, fósforo y potasio (Aguilera y colaboradores 2020), su cultivo es tradicional (Borja y colaboradores 2018) extendido gracias a la capacidad de la planta para prosperar en diversos tipos de suelos, su fácil propagación y rapidez para producir frutos (Hidalgo y colaboradores 2015) entre los principales productores se destacan Colombia, México, Brasil, Cuba e India (Gonzáles y colaboradores 2016) los que aportan el 75% de la producción mundial (Vargas y colaboradores 2017).
El fruto es estacional, es una baya de forma esférica ovoide o piriniforme de acuerdo con la variedad, el color de piel varía de verde claro a amarillo con pulpa desde blanca hasta rojo salmón (Aguilera y colaboradores 2020), la variabilidad observada en su frutos es amplia en cuatro a la forma, tamaño, color de pulpa, espesos de cascos y número de semillas por fruto (Perales y colaboradores 2016) en general esta cuenta con un sabor y fragancia única (Gonzáles y colaboradores 2016) su consumo es ampliamente aceptado ya sea en forma fresca o procesada (Alonso y colaboradores 2017).
Se la conoce como la reina de las frutas por su alto valor nutricional, es fuente rica en nutrientes (Machado y colaboradores 2016), en el análisis de su composición química se han identificado elevados contenidos de agua, proteína, lípidos, hidratos de carbono, minerales como el potasio, manganeso, fósforo, sodio, hierro, zinc, cobre, selenio. Cuenta con alrededor de 16 diferentes tipos de vitaminas (Marine & Delgado, 2017) entre las que destaca el alto contenido de ácido ascórbico Vitamina C (Dago y colaboradores 2018) además de elevados contenidos de antioxidantes y ácidos grasos (Hidalgo y colaboradores 2015).
La guayaba es un fruto altamente perecedero (Carabalí y colaboradores 2019), su consumo se da preferentemente en estado fresco, debido a las dificultades de almacenamiento y rápido deterioro del producto por la elevada respiración y rápida maduración (Gonzáles y colaboradores 2016) sin embargo esto no ha impedido que sea utilizada para la obtención de una amplia variedad de productos procesados (Estrada y colaboradores 2018), su aprovechamiento a través de su transformación ofrece amplias perspectivas principalmente en forma de jaleas, conservas, pastas, bebidas enlatadas entre otras, por ello el aumento de su producción presenta la oportunidad para diversificar su consumo (García y colaboradores 2017).
La calidad de su fruta se relaciona con el proceso de maduración, en consecuencia, la determinación de parámetros como pérdida de masa fresca, firmeza del mesocarpio, sólidos solubles totales, acidez orgánica y el pH durante la postcosecha son fundamentales para la manipulación y acondicionamiento lo que influye en la extensión de su vida de anaquel (Mulkay y colaboradores 2020).
Al ser un fruto climatérico una vez recolectado del árbol continua su proceso de maduración (Macías & Reyes, 2020), en este punto se presenta un aumento en la intensidad respiratoria y la producción del etileno, lo que genera cambios en el color, sabor, textura y calidad composicional (Pulido, y otros 2021). Este proceso se caracteriza por cambios fisiológicos y bioquímicos como la pérdida de color verde, ablandamiento, firmeza, marchitez y pérdida de brillo parámetros que definen la calidad interna y externa de los frutos. Estos cambios son irreversibles del proceso de senescencia y afecta la calidad y vida anaquel de los frutos. (Jimenez, 2018).
Por ello se hace esencial la aplicación de una tecnología de conservación para evitar pérdidas de material que en algunos casos pueden afectar la palatabilidad para el consumo humano (Pulido y otros, 2021). La demanda actual de productos de buenas características sensoriales, nutritivas y libre de microrganismos se ha incrementado notablemente, por ello el desarrollo de recubrimientos como la biopelícula de propóleo conlleva un especial interés para la industria alimentaria al ser una alternativa viable de conservación de las frutas entre ellas de la guayaba, debido a su fácil procesamiento, bajo costo, no toxicidad y fácil manipulación lo que ayudaría a prolongar la vida de esta fruta.
A nivel agroindustrial la guayaba posee grandes perspectivas de explotación, por las características nutricionales y organolépticas de su fruto al que se atribuyen especiales propiedades digestivas (Quintero y colaboradores 2016) , así como por el interés en la hoja y el tallo de la guayaba por los componentes bioquímicos que estos presentan a los se le atribuyen propiedades antioxidantes (Pino, 2019) las que han sido utilizadas por la medicina tradicional para el control de enfermedades como la malaria, gastroenteritis, vómitos, dolores de cabeza entre otras afecciones (Bermúdez y otros 2019)
Factores como su capacidad de adaptación de la planta a diferentes condiciones edafoclimáticas, así como la aceptación y demanda en los mercados nacionales e internacional determinan la explotación de la guayaba (Martín, 2017).
Uso de propóleo en frutas
Las perdidas postcosecha de las frutas producidas a nivel mundial sobrepasan el 20% debido al deterioro microbiológico y fisiológico (Fernández y otros, 2015) las biopelículas han probado ser efectivas en la conservación de frutas, entre sus ventajas se identifica que no se detectan durante el consumo, protege la textura de los frutos, reduce la velocidad de respiración y la degradación microbiológica (Maderos y otros, 2020) reducen la perdida de agua y de compuestos fenólicos y el retardo de la oxidación enzimática, además de permitir la adición de antioxidantes o antimicrobiano (Aguilar, García, & Quiróz, 2020) formadas de manera controlada por microorganismos la biopelículas representan una oportunidad para aumentar el rendimiento y la calidad de las fermentaciones de alimentos o desarrollo aplicaciones biotecnológicas centradas en mejorar la calidad y seguridad alimentaria (Fernández y colaboradores 2020).
El uso del propóleo como recubrimiento para la conservación de frutas es considerado una buena alternativa para prevenir el deterioro microbiológico (Barrero y otros 2012) es una sustancia natural de fácil manejo, bajo costo, no tóxico, que retrasa en el deterioro de la fruta manteniendo su integridad estructural (Iguasnia, 2020), reduce la permeabilidad de vapor de agua en la película debido a sus compuestos polifenólicos que tienen una gran capacidad antioxidante (Rebaza, y otros, 2016) genera un retraso en la actividad interna de las células, mejora sus atributos, controla y disminuye la incidencia de los efectos de los microorganismos causantes del deterioro (Villarroel, y otros, 2016), proporciona un aspecto brillante a la fruta, reduce la senescencia y actúa como película protectora (Solano y otros 2018), mejora la calidad, seguridad y estabilidad (Valencia & Torres, 2016), reduce la capacidad de transferencia de masa de los gases causantes de la pérdida de peso, color, textura y firmeza de las frutas (Cauja, 2019) mantiene la apariencia fresca, firmeza, brillo, color, calidad y valor comercial (Fernández D. , y otros, 2015).
Se debe precisar que en general para la conservación de frutas el uso del propóleo ha sido ampliamente documentado como conservante natural, así es posible encontrar referencias de su aplicación en una gran cantidad de frutas.
En el mango el propóleo prolongó la vida útil hasta 16 días conservando sus valores referenciales de grados de Brix, ph, acidez y pérdida de peso y buena calidad, sin transferir el sabor característico del propóleo a la fruta, determinándose la efectividad del uso de la biopelícula (Quezada y otros 2018) tambien se han identificado mejoras en el color y la microbiología de la superficie del mango (Carrión y otros 2015; Cruz & Sarango, 2017). En palta el uso del propóleo tuvo efectos positivos en la firmeza y aspectos generales (Osís, 2020), específicamente en palta hass se obtuvieron los mejores parámetros de color, firmeza y pérdida de peso con un efecto del día cero al día 25 de almacenamiento (Osis y colaboradores 2020).
Martínez (2020) utilizó propóleo en fresas, identificó niveles de capacidad antioxidante altos que permitieron la conservación de la fruta por más tiempo, Sánchez y colaboradores (2018) encontraron que el propóleo permite conservar la calidad nutricional y organoléptica de las fresas, ampliando su periodo de conservación hasta por seis días. Figueroa y colaboradores (2011) evaluaron el propóleo en la conservación del mango y aguacate determinaron que el uso de la biopelícula de propóleo redujo la capacidad de transferencia de masa de los gases causantes de las pérdidas de peso, color, textura y firmeza de las frutas, reduciendo las pérdidas postcosecha.
En fresas el extracto etanólico de propóleo utilizado en la elaboración de un aceite inhibió el crecimiento microbiano aumentando el tiempo de vida útil de estas frutas en un 46% (Ubaque & Florez, 2018). Su uso también ha sido reportado en el control del escaldado superficial de la pera gracias al efecto barrera y al contenido en antioxidantes del propóleo (Gidhelli y otros 2019) en la conservación de banano se determinó un efecto positivo en el pH, acidez, solidos solubles e índice de madurez, retraso en la maduración por acción de los microorganismos en general se obtuvieron efectos significativos para mejorar la apariencia del fruto (Villarroel y otros 2016).
En la conservación de moras tipo castilla el extracto etanolico de propóleo sivió como agente antimicrobiano para el aislamiento de microorganismos extendiendo su vida util (Ubaque y otros 2020). En papayas la aplicación de propoleo como recubrimiento en obtuvo un menor deterioro en cuanto a la apariencia y mayor inhibición del crecimiento de microorganismo durante los primeros siete días de evaluación de la fruta a 28± 2 ºC y HR entre el 65 y 70% (Barrero y colaboradores 2012). En las uvas la aplicación del recubrimiento de propóleo mejoró la calidad sensorial y nutricional (Guevara N. , 2019) redujo las pérdidas de humedad, daños mecánicos, apariencia, conservación de la calidad nutricional y apreciación sensorial de la fruta (Pastor, y otros, 2016). En maracuyá el recubrimiento de estactos de propoleo redujo sustancialmente la perdida de masa de la fruta durante el perido de almacenamiento (Criverali y colaboradores 2017).
Uso de recubrimientos para la conservación de la guayaba
En general los recubrimientos comestibles han sido una opción viable para la prolongación de la vida útil de la guayaba, para mantener su calidad reduciendo procesos metabólicos vitales (Romero y colaboradores 2018) además estos representan una tecnología respetuosa con el ambiente y prometedora que ayuda a reducir la utilización del envasado tradicional (Fernández, y otros 2017).
Desde la literatura especializada se han propuesto una gran diversidad de métodos de recubrimientos aplicados en guayaba. Gonzáles, y otros (2016) utilizaron dos lotes para evaluar un recubrimiento a base de CPSL y GL, las guayabas del primero lote fueron previamente lavadas y sanitizadas en agua clorada durante cinco minutos antes de ser recubiertas, el recubrimiento se realizó por inmersión, a las frutas de segundo lote no se les aplicó el recubrimiento. las frutas fueron almacenadas durante 15 días a 30º C y humedad relativa controlada, en las guayabas recubiertas se logró retrasar el proceso de maduración manteniendo su calidad y su vida útil microbiológica hasta por 45,9 días.
García, y otros (2017) propusieron un recubrimiento a base de aloe vera y glicerol, utilizaron 7 tratamientos para la evaluación de las 3 dosis de aloe Vera (10%, 20% y 30%) mezclados con dos dosis de glicerol (1.5% y 2.5), como variables de respuesta consideraron la pérdida de peso en relación a la fruta fresca, solidos solubles totales (SST), ácides titulable y la presencia de microorganismos por medio del total de unidades formadoras de colonia, obteniéndose como mejor tratamiento el T5 por contar con los mejores valores, compuesto por 30% Aloe vera, y 1.5% de glicerol, concluye que el recubrimiento retarda el tiempo de maduración lograron mantener a las guayabas hasta por 15 días de almacenamiento, con una conservación en buen estado durante el almacenamiento. Cañizares, y otros (2019) propusieron un recubrimiento comestible a base de almidón de yuca a distintas concentraciones (0,5 y 7%) y glicerina como plastificantes (5%) las que fueron almacenadas durante a 27 días en refrigeración a 8ºC, con una evaluación cada 3 días, obteniéndose resultados favorables en el aroma, consistencia y sabor, por lo que este recubrimiento es un método útil para alargar la vida de la guayaba por más tiempo.
Pulido, y colaboradores (2021) aplicaron una película semipermeable elaborada a base de un recubrimiento comestible comercial , en la superficie de la guayaba que logró conservar la firmeza y minimizó la pérdida de peso después de 16 días de almacenamiento de la fruta, emplearon un diseño experimental completamente al azar con distintas concentraciones del recubrimiento, las características fisicoquímicas fueron evaluadas a los 1, 9 y 16 días después del almacenamiento, el recubrimiento modifico los cambios físicos químicos sin embargo al día 16 el tratamiento 3 presentó efectos estadísticamente significativos en la conservación de las firmeza, mitigación de pérdida de peso, luminosidad y parámetro de color, este tratamiento logró conservar la firmeza de los frutos de guayaba y minimizó la pérdida de peso.
En relación con la aplicación del propóleo en el manejo postcosecha de la guayaba se puede señalar que la literatura es muy limitada, sin embargo, destacan los aportes de Botia & Koop, (2018) y Formiga, y otros (2019).
Botia & Koop, (2018) evaluó la formación de un recubrimientos comestible a base propóleo en la evolución de la calidad postcosecha de guayaba, tomando en cuenta las características fisicoquímicas, peso, ph, acidez, sólidos solubles, firmeza, color entre otros parámetros obteniendo resultados satisfactorios en la conservación de firmeza, preservación de la calidad y prolongación de la vida útil de la guayaba, después de los días 1 y 8 de almacenamiento no se detectaron diferencias significativas en la calidad y firmeza de la Guayaba siendo la misma que se tenía desde el primer día. Formiga y otros (2019) almacenaron guayabas en dos lotes durante ocho días, determinaron que en las guayabas del lote que se aplicó el recubrimiento se redujo la pérdida de masa, se mantuvo la firmeza y calidad, al octavo día de aplicación del recubrimiento identificaron las mismas características fisicoquímicas que en el segundo día de almacenamiento de la guayaba, alargándose la conservación de estas guayabas frente a las del lote que no poseía el recubrimiento.
Análisis e interpretación de Resultados
El uso del propóleo como recubrimiento para la conservación de la guayaba es viable, dado los múltiples beneficios que este conservante natural ha demostrado en las frutas según lo reportado por Barrero y otros (2012); Iguasnia, (2020); Rebaza, y otros, (2016); Villarroel, y otros, (2016); Solano y otros (2018) y Cauja, (2019).
Estudios específicos en guayaba realizados por Romero y colaboradores (2018); Fernández, y otros (2017); Gonzáles, y otros (2016); García, y otros (2017); Cañizares, y otros (2019); Pulido, y colaboradores (2021); Botia & Koop, (2018); Formiga, y otros (2019) demostraron la viabilidad del uso de biopelículas en esta fruta. A partir de la literatura analizada queda demostrado ampliamente la viabilidad de utilizar recubrimientos naturales para la conservación de las frutas, siendo el propóleo un conservante natural ideal para utilizarlo en frutas, por ende se justifica su uso para alargar la conservación de la guayaba post cosecha.
FINANCIAMIENTO
No Monetario.
AGRADECIMIENTO
A la Universidad Técnica de Manabí; por motivar el desarrollo de la investigación.
CONCLUSIONES
La aplicación de una biopelícula de propóleo es viable para la conservación de las características fisicoquímicas de la guayaba postcosecha, aunque la literatura especializada en relación con su aplicación no es abundante, una multiplicidad de estudios avala los beneficios del uso de biopelículas en frutas y particularmente el uso del propóleo como conservante natural por las múltiples ventajas que ofrece para alargar el tiempo de consumo de la fruta.
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