lunes, 3 de junio de 2013

Atmósferas modificadas en champiñón cultivado

Efecto de las atmósferas modificadas en filmes de diferente permeabilidad 
al O2 sobre la calidad y vida útil de champiñon cultivado.




Los ensayos se realizaron en 2 tipos de filmes de muy diferente permeabilidad a los gases activos.  El filme OPP de polipropileno orientado, de elevada permeabilidad (ca.240.000ml O2·m-2·día-1·atm-1 a 25ºC)  35um, (London, England)  y el filme PE de polietileno de 35um de espesor con permeabilidad desconocida (Bilbao, España) pero de menor permeabilidad  que el OPP

Permeabilidad de los filmes

El champiñon fue conservado en  cámaras de respiración en una instalación de régimen de flujo continuo de aire y cámara a frigorífica, para su caracterización fisiológica. La respiración en flujo continuo  se mantuvo estable y en niveles próximos  42mg de CO2·Kg-1·h-1 durante 8 días de conservación a 3ºC.

En las muestras envasadas en bandejas y con filmes OPP Y PE la evolución de la atmósfera interna en cámara a a 3ºC se puede observar en las figuras 1 y 2.

En contenido de O2  varia de 9.73% a 19.22% en los filmes PE y OPP , respectivamente, evidenciándose la menor permeabilidad del filme PE. En el filme PE el consumo de O2 en la respiración supera significativamente a la entrada de O2 por difusión mientras que en el filme OPP parece existir "casi" un equilibrio entre el consumo y la entrada por difusión del O2 (figura 1)

 Figura 1. Evolución del contenido de O2 en los diferentes filmes ensayados, PE y OPP
durante la conservación en cámara a 3ºC.

El nivel de CO2 alcanza niveles medios de 7.05% y 2.11% en los filmes PE y OPP durante la conservación a 3ºC.


                     Figura 2. Evolución del contenido de CO2 en los diferentes filmes ensayados, OPP y PE 
  durante la conservación en cámara a 3ºC.

En el filme PE se observan coeficientes de variación del 21 y 17% , en el contenido de O2 y de CO2, respectivamente, mientras que en el filme OPP los coeficientes de variación no superan el 5%.

La elevada variabilidad de las atmósferas generadas por el filme PE pone de manifiesto la falta homogeneidad en la producción del filme y el escaso control de la calidad de la empresa en el proceso productivo.

Efecto del tipo de filme sobre el contenido de manitol

El manitol (polialcohol) es el carbohidrato mayoritario en champiñón. En contenido de manitol decrece durante la conservación a 3ºC en todas las condiciones ensayadas. Las diferencias significativas observadas después de 2 días desaparecen cuando se alcanzan los  8 días de conservación a 3ºC .Hasta los 8 días de conservación a 3ºC los niveles de manitol son máximos en la muestra con fime OPP y mínimos en control. No se observan diferencias entre el control y PE  (figura 3)

                                      Figura 3. Evolución de manitol durante la conservación a 3ºC en función del
                                                                                   tipo de filme utilizado. 

Si atendemos a las pérdidas de manitol durante al conservación a 3ºC podemos observar pérdidas mínimas en la muestra OPP mientras que el control y PE mantienen niveles similares.

Después de 2 días a 3ºC se observaron pérdidas de manitol del 24%, 2% y 19% en las muestras Control, OPP y PE , respectivamente (figura 4)


                     Figura 4. Pérdida de manitol respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC en función del
                      tipo de filme utilizado.

Es importante señalar las elevadas diferencias en las pérdidas, 32, 6 y 29%  después de 6 días de conservación a 3ºC, en función del filme. Los resultados sugieren que el champiñón es muy sensible a los elevados niveles de CO2, PE, provocando una activación del metabolismo de carbohidratos, generando pérdidas de manitol similares al control, mientras que niveles más bajos de CO2, OPP, controlan más eficazmente la degradación del manitol. 

Después de 8 días de conservación a 3ºC se observaron pérdidas del 31%, 20% y 35% en las muestras Control, OPP y PE, respectivamente (figura 4). Es evidente que en las  condiciones de elevado CO2 ocurren procesos no deseados (fermentativos?) que degradan el manitol. La atmósfera  tipo 7%O2+10% CO2 activan el consumo de manitol en champiñón.

Efecto de las atmósferas modificadas sobre ácidos orgánicos  

Los ácidos orgánicos málico y fumárico aumentan durante la conservación a 3ºC  especialmente en el control y las muestras envasadas en el filme PE, en la muestra OPP los niveles les ácidos son más estables.

Después de 8 días de conservación a 3ºC el contenido de málico en el control y PE es significativamente mayor que el observado en la muestra OPP. No se observan diferencias significativas entre control y PE


                                      Figura 5. Evolución del málico durante al conservación a 3ºC en función del
                          tipo de filme utilizado

 Después de 2 y 4 días de conservación a 3ºC únicamente se observan pérdidas significativas en el contenido de málico en la muestra con el filme PE, sin embargo después de 8 días de conservación se observaron aumentos del 50% y 66%, en control y PE, respectivamente, frente a un 25% en la muestra OPP. 

Es evidente que la atmósfera con el 7%CO2  (filme PE) activa el metabolismo de carbohidratos frente a un aumento moderado cuando el nivel de CO2 es próximo al 2%.


                         Figura 6. Aumento de málico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC en función del
                        tipo de filme utilizado


La acumulación de málico podría ser un índice de la entrada en fase de senescencia de champiñón. El contenido de fumárico aumenta en todas las condiciones ensayadas  siendo el contenido máximo en la muestra PE después de 8 días de conservación a 3ºC.



                                        Figura 7. Evolución del fumárico durante la conservación a 3ºC en función del
                tipo de filme utilizado

La evolución del fumárico es similar al málico con una acumulación máxima en PE (80%) frente a  valores del 32% y 8% en control y OPP, respectivamente.


                                  Figura  8. Aumento de fumárico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC
                                                                      en función del  tipo de filme utilizado

Los resultados han confirmado que la atmósfera tipo 10%O2+7%CO2 , en la muestra PE, estimula la acumulación de ácidos mientras que la atmósfera 19%O2+2%CO2, muestra OPP, retarda la acumulación, especialmente de málico.

La acumulación de málico y manitol debe ser asociada con la entrada fase de senescencia. La acumulación de fumárico puede ser provocada por los elevados niveles de CO2 y bajo O2.

Por ello la atmósfera  tipo 19%O2+2%CO2, generada por el filme OPP, es la que mejor controla los cambios de manitol y ácidos orgánicos durante la conservación a 3ºC de champiñón.

Efecto del  tipo de filme sobre parámetros físicos

El color amarillo, determinado mediante el parámetro Cielab  +b*, aumenta de forma continuada durante la conservación a 3ºC con independencia del filme utilizado (figura 9). El aumento del color amarillo es especialmente rápido en la muestra PE en la que el nivel de CO2 es más elevada. 

                                  Figura 9. Aumento de fumárico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC
                  en función del tipo de filme utilizado

Como se puede observar en la figura 10 que la máxima intensidad del amarillo es observado en la muestra PE y valores mínimos en las muestras envasadas en el filme OPP.
                       Figura 10. Aumento de fumárico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC
                      en función del tipo de filme utilizado

 Se observaron pérdidas de firmeza del 43%, 14% y 5% en las muestras PE, control y OPP, después de 2 días de conservación a 3ºC. El efecto negativo del filme PE ya se observa después de 2 días de conservación a 3ºC.

Sin embargo, después de 8 días de conservación el filme PE genera un aumento de color amarillo del 73% frente a un 46% y 24% en las muestras control y filme OPP, respectivamente.


Figura 11. Aumento de fumárico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC
en función del tipo de filme utilizado

La firmeza  del carpóforo (célula de Kramer) decrece  durante al conservación a 3ºC en todas las condiciones ensayadas. El descenso es especialmente crítico en la muestra control mientras que el descenso es mínimo en las muestras envasadas en filmes PE.  El filme más permeable OPP afecta  a la firmeza beneficiosamente respecto a la muestra control (figura 11). Se confirma como en la mayoría de los frutos climatéricos el potente efecto que tiene el CO2 (filme PE) en controlar la avtividad de las enzimas responsables de la degradación de la pared celular.

                           Figura 12. Aumento de fumárico respecto al inicial, durante la conservación a 3ºC
en función del tipo de filme utilizado

Si atendemos a las pérdida de firmeza el control es que sufre un más rápido ablandamiento con valores de 20% frente al 8% y 1% en OPP y PE , respectivamente, despues de 4 días de conservación a 3ºC.

Sin embargo, después de 8 días de conservación a 3ºC se observaron pérdidas de firmeza del 39%, 19% y 7%, en las muestras control, OPP y PE, respectivamente. El filme más impermeable, PE, tiene un efecto beneficioso sobre la pérdida de firmeza confirmando que los niveles elevados de CO2 retardan eficazmente el ablandamiento de champiñón sin embargo activan los cambios de color y el metabolismo de málico y fumárico,   y  reduce la pérdida de manitol.

Vida útil en función del filme

Después de ser trasnferidas las bandejas a temperatura ambiente el nivel de O2 decrece (no se muestran datos) y  el nivel de CO2 aumenta (figura 12).

                Figura 12. Cambios de la composición de la atmósfera en bandejas transferidas  20ºC                   
                  después de 4 y 8 días de conservación a 3ºC, en función del tipo de filme utilizado

El nivel de O2 decrece más rápidamente en el filme OPP confirmando que el champiñón envasado en el filme OPP  es mas "joven" y por tanto tiene una mayor capacidad de responder al aumento de temperatura respecto al filme PE. En este filme el mayor envejecimiento del producto hace que el nivel de sustancias de reserva sea reducido y por ello no  es capaz de terner una respuesta al aumentar la temperatura de 3ºC a 18ºC.

En la figura 12 se puede observar que el aumento de temperatura depués de 4d y 8d a 3ºC 
produce un aumento del CO2  del 2% al 7 y 9% respectivamente en el filme OPP. Mientras, en el filme PE prácticamente no se observa un aumento significativo del CO2 ni el paso 4d ni de 8d al aumentar la temperatura 15ºC (figura 12).


El contenido de manitol decrece en todas las muestras después de ser transferidos a 18ºC siempre con niveles superiores en la muestra envasada en OPP. El fumárico decrece en PE después de 8 días a 3ºC y  de 2 días a 18ºC. El fumárico podría ser un índice eficaz para valorar la eficacia de las tecnologías postcosecha.

El filme OPP de elevada permeabilidad es el que genera una atmósfera modificada más beneficiosa para mantener la calidad de champiñón a 3ºC atendiendo al color y firmeza del carpóforo..


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