Introducción

La producción de fresa en México se estima en 360 426 toneladas lo que representa l7.9% de la producción mundial, lo que lo ubica como segundo productor después de los Estados Unidos de América (^{FAOSTAT, 2012}), comercialmente, el nivel de exportaciones alcanza las 76 890 toneladas con un valor de 142 053 millones de dólares (^{FAOSTAT, 2011}), principalmente como producto fresco.

Actualmente la producción de fresa en México se basa en las variedades Festival, Sweet Charlie y Galaxia, entre otras, desarrolladas en las Universidades de California y Florida, USA, todas ellas con características específicas en cuanto a rendimiento, resistencia a plagas y enfermedades, época de producción y calidad de fruto. En México se han generado nuevas variedades, algunas de los cuales se encuentran en evaluación, tanto en condiciones protegidas como de campo con el objetivo de definir las características del desarrollo de planta y los requerimientos de tecnología de producción; siendo también necesario conocer los cambios fisiológicos y bioquímicos relacionados con su maduración en planta y senescencia en postcosecha, para con esto definir índices de cosecha, patrones de calidad y respuesta a tecnologías tendientes a prolongar su vida de anaquel.

Diversos factores, como el estado de madurez al momento del corte, la temperatura, humedad relativa, incidencia de pudriciones y daños físicos, favorecen la pérdida de la calidad comercial, nutricional y sensorial de los frutos de fresa de manera acelerada (^{Pineli et al., 2011}). El índice de cosecha más utilizado en fresa es cuando el fruto toma un color rosa (– de maduración) o rojo (maduro-firme). ^{Mitcham y Mitchell (2002)} mencionan que el mejor estado para la cosecha de fresa es cuando los frutos han alcanzado al menos al menos – de color rojo para lograr una mayor vida de anaquel.

Entre las tecnologías utilizadas para prolongar la vida de anaquel de este producto se tiene, principalmente, a la refrigeración en atmósfera normal (aire) o con altas concentraciones de CO₂. En este sentido, se ha reportado (^{Ayala-Zavala, 2004}) que la conservación a 0 °C mantiene la calidad de los frutos de fresa por 7-9 días, siendo limitante el desarrollo de pudriciones por Botrytis cinerea y pérdida de la capacidad antioxidante (^{Peng et al., 2011}). El uso de atmosferas enriquecidas con CO₂ (10-15 % de CO₂) prolongó la vida de anaquel a 9-13 días (^{Pelayo et al., 2003}) y conserva la firmeza, sólidos solubles totales, pH y acidez titulable (^{Pelayo-Zaldívar et al., 2007}). Por su parte, ^{Holcroft y Kader (1999a)} reportan que altas concentraciones de CO₂ afectan negativamente el color de los frutos, la concentración de antocianinas y la formación de metabolitos fermentativos que conducen un cambio en el sabor (^{Pelayo-Zaldívar et al., 2007}). El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de dos concentraciones de CO₂ en la calidad y vida de anaquel del fruto de dos variedades mexicanas de fresa almacenadas bajo refrigeración.

Materiales y métodos

Para el experimento, plantas de dos variedades de fresa mexicana denominados como Jacona y Zamorana obtenidas por el Programa de Mejoramiento Genético de Frutales del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Campus Montecillo, México, así como de la variedad Festival generada en la Universidad de Florida, USA, considerando este último como referencia, fueron producidas bajo condiciones de invernadero. Para la cosecha de los frutos se utilizó como criterio el estado – de color rojo (^{Norma: NMX-FF-062-SCFI-2002}), estableciendo en total seis tratamientos con 40 frutos cada uno, resultado de la combinación de factor variedad (Festival, Jacona y Zamorana) y concentración de CO₂ (0.03 y 15%) en la atmósfera, todos almacenados por 8 días a 2 ±1 °C y 85-90% de humedad relativa.

Para establecer la atmósfera con 15% de CO₂ se utilizó el sistema mezclador de gases Mixing Board UC-Davis y tableros para mantener un flujo de 184 mL min^-1. A presión constante; los gases de arrastre para la mezcla fueron aire (0.03 % de CO²) y CO₂ proveniente de cilindro presurizado concentración 100%. El sistema de arrastre de los gases se complementó colocando los frutos en un total de 24 frascos (4/tratamiento) los cuales se cerraron herméticamente y se estableció un sistema continuo. Las mediciones de CO₂ se llevaron a cabo empleando un equipo registrador de temperatura y CO₂ (marca TELAIRE, modelo 7001, fabricado en Goleta, California, USA) y registrador de datos (marca HOBO, modelo U-12-012, fabricado en Bourne, Massachusetts, USA). Las variables evaluadas fueron: pérdida de peso acumulado calculado con base a la diferencia de peso entre el valor inicial y el correspondiente al final del periodo de evaluación, expresando los datos como porcentaje (%), firmeza de la pulpa mediante un Texturómetro Wagner modelo FDV-30 con una base metálica marca Chatillón adaptado con un puntal cónico de 5 mm reportando los datos en Newtons (N); color externo (medido en la parte equatorial máxima del fruto) se determinó utilizando un colorímetro Hunter Lab (Reston, Virginia, USA, modelo D-25), obteniendo con los valores Lab-Hunter la luminosidad, el ángulo de tono o °h (180 + tan^-1 b/a) e índice de saturación o croma (a² + b² )^½ (Árias et al., 2000), sólidos solubles totales (% SST).

Determinados mediante un refractómetro digital Atago modelo PR-100, con una escala de 0-32% de acuerdo al método de la ^{AOAC (1990)}, acidez titulable (% ácido cítrico) y pH de la pulpa fueron medidos de acuerdo con las metodologías descritas por la ^{AOAC (1990)}, concentración de ácido ascórbico (vitamina C) determinado de acuerdo al método 2,6-diclorofenol indofenol descrito por la ^{AOAC (2000)} y reportado en mg 100 g^-1, producción de etanol y acetaldehído (mg 100 g^-1) por el método propuesto por Davis y Chace (1969) utilizando un cromatógrafo de gases Hewlett Packard modelo 5890 II el cual operó a temperatura de 180 °C en el detector de ionización de flama, temperatura del horno de 150 °C isotérmico y columna Paraplot Q (25 m/0.22 nm diámetro interno).

Para el análisis estadístico se aplicó un diseño completamente al azar con arreglo factorial y se utilizó una comparación de medias con pruebas de Tukey (α= 0.05) para detectar diferencias significativas entre tratamientos. Las medidas de las variables firmeza, color y pérdidas de peso se realizaron en una muestra compuesta por 10 repeticiones por tratamiento, siendo la unidad experimental un fruto; para el resto de las variables la muestra estuvo compuesta por cinco repeticiones y la muestra experimental dos frutos. Los datos se analizaron con el paquete estadístico SAS^® 9.0 (^{SAS, 2000}).

Resultados y discusión

De acuerdo con los resultados obtenidos (Cuadro 1), después de 8 días de almacenamiento a 2 ±1 ^oC se observó que tanto por el factor variedad como concentración de CO₂ no se detectaron diferencias significativas, lo que indicó que, en cuanto a pérdida de peso, los frutos de fresa de los tres cultivares presentaron similar comportamiento al exponerse a una atmósfera con 0.03% ó 15% de CO₂. Es de señalar que la pérdida de peso tras el periodo de almacenamiento establecido comprendió de 1.49 a 2.49% lo que no provocó síntomas de marchitamiento, ya que este rango fue menor al nivel crítico de pérdida de agua para daños por marchitamiento de 6% reportado por ^{Robinson et al. (1975)}, obtenido mediante la evaluación acumulativa diaria de estas pérdidas.

Cuadro 1 Análisis de varianza (p- value) en los fectos principales de interacción de la variedad y concentración de CO₂, en las variables de respuesta estudiadas. 

Valores en la misma columna con letras iguales no son estadísticamente diferentes (α= 0.01).

En la firmeza de la pulpa, no se observaron diferencias por efecto de los factores cultivar y concentración de CO₂ (Cuadro 1), los valores determinados estuvieron entre 0.675 a 0.918 N. Sin embargo, con relación al valor de firmeza inicial, las variedades Jacona y Zamorana presentaron significativamente mayor pérdida de firmeza respecto a ‘Festival’ durante el almacenamiento (Figura 1), lo que sugirió diferencias en el metabolismo de la pared celular producto del mejoramiento genético de esta variedad (^{Perkins, 1995}; ^{Jiménez-Bermúdez, 2002}). Es de señalar que las variedades mexicanas presentaron al inicio del almacenamiento (día 0) una mayor firmeza (Figura 1) con respecto a la variedad ‘Festival’ lo que, de acuerdo con ^{Gooding (1976)}, es indicativo de mayor resistencia a daños mecánicos y por patógenos.

Figura 1 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable firmeza, en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).  

El color del fruto después de ocho días de refrigeración a 2 ±1 °C, se presentaron diferencias significativas en el valor de la luminosidad debidas al factor variedad, siendo mayor en ‘Festival’ (31.58), no presentándose diferencias por efecto de la concentración de CO₂ dentro de cada variedad (Cuadro 1). En función del tiempo de almacenamiento, respecto al valor inicial, la luminosidad disminuyó significativamente sólo en las variedades mexicanas, independiente de la concentración de CO₂, la cual evidenció un ligero oscurecimiento de los frutos (Figura 2). Una respuesta similar ha sido reportada por ^{Holcroft y Kader (1999a)}, quienes encontraron que la luminosidad de frutos de la variedad Selva almacenados por 5 y 10 días a 5 °C disminuyó al avanzar el tiempo de almacenamiento y no fueron afectados por la concentración de CO₂ (aire y 20 kPa) en la atmósfera circundante.

Figura 2 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable color (luminosidad), en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05). 

Con respecto al atributo de color ángulo de tono (°h), se observó que al final del almacenamiento no se presentaron diferencias significativas por efecto de la variedad así como por la concentración de CO₂; además, no se encontraron diferencias significativas en los 6 tratamientos (Cuadro 1) resultantes de las combinaciones de los factores variedad y concentración de CO₂. Con relación al momento de cosecha, en los frutos de las tres variedades estudiadas, el valor del ángulo de tono (°h) disminuyó significativamente tras el periodo de almacenamiento establecido (Figura 3), lo que resultó indicativo de cambios en la tonalidad roja de los frutos, principalmente por efecto de oxidación de antocianinas debido al avance de la senescencia (^{Bodelon et al., 2010}). En cuanto al índice de saturación (Croma), también se observaron diferencias significativas debidas al factor variedad, siendo mayor en ‘Festival’ (Cuadro 1).

Figura 3 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable color (ángulo de tono; °h), en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).  

Los resultados de los seis tratamientos mostraron que los frutos de la variedad Festival expuesta bajo atmósfera normal (0.03% de CO₂), presentaron el mayor valor de croma (30.33) siendo indicativo de un menor avance de la senescencia. Respecto al tiempo de almacenamiento, no presentaron diferencias en el índice de saturación (Croma) dentro de cada variedad (Figura 4), respuesta que coincide con lo reportado por ^{Holcroft y Kader (1999b)}donde no hubo diferencias significativas del valor de croma en frutos almacenados por 0, 5 y 10 días en una atmósfera controlada (20 kPa CO₂) a 5 °C.

Figura 4 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable color (índice de saturación o croma), en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).  

Después del almacenamiento por 8 días a 2 ±1 °C, el contenido de sólidos solubles totales (SST) mostró diferencias significativas sólo debidas al factor variedad, siendo ‘Festival’ mayor (7.9 °Brix) con respecto a ‘Zamorana’ (6 °Brix) (Cuadro 1). ^{Gil et al. (1977)} también observaron que la exposición en atmósfera normal (aire) o bajo atmósferas con concentraciones de 10, 20 y 40% de CO₂ en frutos de fresa (Fragaria x ananassa cv. Selva) no afectó el contenido de SST. Por otro lado, respecto al tiempo de almacenamiento, dentro de cada variedad, sólo presentó una disminución significativa de SST en ‘Zamorana’ (Figura 5), que sugiere una actividad metabólica mayor en esta variedad.

Figura 5 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable sólidos solubles totales (°Brix), en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).  

El pH de la pulpa tras un almacenamiento por 8 días a 2 ±1 °C, resultó significativamente diferente tanto por el efecto variedad como concentración de CO₂, siendo mayor en ‘Festival’, respecto a ‘Jacona’, lo que coincidió con un menor (0.73%) y mayor (0.88%) contenido de ácido cítrico, respectivamente, también con diferencias significativas. En cuanto al efecto tratamiento, los frutos expuestos a la atmósfera de 0.03% el pH fue significativamente mayor al tratamiento de 15% de CO₂; sin embargo, el contenido de ácido cítrico fue similar (Cuadro 1), que sugiere diferencias en el metabolismo de ácidos orgánicos al utilizarse como sustrato respiratorio. ^{Holcroft y Kader (1999a)} reportaron que el almacenamiento a 5 °C y concentración de CO₂ mayor a 20 kPa incrementó el pH y disminuyó la acidez titulable en fresas variedad Selva en tanto que, los frutos expuestos a una concentración de 10 kPa, incrementaron el pH pero la acidez titulable permaneció similar al testigo (aire), coincidiendo este comportamiento con los resultados obtenidos en el estudio para las tres variedades estudiadas. En función del tiempo de almacenamiento, en las tres variedades el pH tendió a incrementarse respecto al valor inicial y únicamente en la variedad Zamorana, el contenido de ácido cítrico disminuyó de manera significativa, lo que evidenció un comportamiento poscosecha diferente de esta variedad con relación a ‘Jacona’ y ‘Festival’.

De acuerdo con los resultados obtenidos en la concentración de ácido ascórbico (vitamina C), se presentaron diferencias significativas por efecto de la variedad (Cuadro 1) siendo ‘Festival’ la de mayor concentración (45.79 mg100 g^-1), después Jacona (43.772 mg 100 g^-1) y por último Zamorana (36.812 mg 100 g^-1). Por otro lado, el tratamiento con CO₂ (15%) mantuvo, significativamente, un mayor contenido de este compuesto. En la interacción de los factores variedad y concentración de CO₂ no se observaron diferencias significativas; sin embargo, los frutos de las tres variedades tratados con 15% de CO₂ frente a los frutos almacenados en atmósfera normal se mantuvieron con mayor concentración de esta vitamina siendo, de 41.75 frente a 39.503 mg 100 g^-1 en ‘Festival’, 39.953 frente a 33.67 mg 100 g^-1 en ‘Zamorana’ y 48.937 frente a 38.607 mg 100 g^-1 en ‘Jacona’ (Cuadro 1).

El análisis por variedad del contenido de ácido ascórbico (Figura 6), mostró que ‘Jacona’ y ‘Zamorana’ no presentaron cambios significativos, respecto al valor inicial, por efecto de las condiciones de almacenamiento; no así en ‘Festival que tendió a disminuir significativamente, lo que supone una tendencia a perder ácido ascórbico al avanzar la senescencia por un efecto de oxidación hasta ácido dehidroascórbico. De acuerdo con ^{Lee y Kader (2000)}, la pérdida de vitamina C está influenciada por factores como la variedad y condiciones de almacenamiento, y que esta pérdida de vitamina C en poscosecha es reducida en frutos almacenados en atmósferas con 10% de CO₂.

Figura 6 Resultados del análisis de varianza (p- value) para la variable concentración de ácido ascórbico, en frutos evaluados al momento de cosecha y después de los tratamientos. Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).  

Respecto al contenido de etanol y acetaldehídos, los resultados obtenidos tras 8 días a 2 ±1 °C los frutos tratados con CO₂ 15% incrementaron, de manera significativa, el contenido de etanol y acetaldehídos en la pulpa (Cuadro 1), siendo la variedad Festival la más proclive a acumular estos metabolitos. Los frutos con mayor contenido de etanol y acetaldehídos fueron los de la variedad Festival almacenados en atmósfera controlada (15% de CO₂) con valores de 33.95 y 12.06 mg 100 g^-1, respectivamente (Cuadro 1). El incremento de metabolitos fermentativos ha sido reportado en frutos almacenados a 5 °C y una atmósfera compuesta por aire + 20 kPa CO₂ en contraste con frutos almacenados a 5 °C y atmósfera normal (aire), los cuales no presentan un incremento (^{Pelayo et al., 2003}). ^{Larsen y Watkins (1995)} reportaron valores de 36.6 mg 100 g^-1 de etanol y 1.38 mg 100 g^-1 de acetaldehído en frutos tratados con 20% de CO₂ por 12 días a 0 °C, dichos compuestos reflejaron un ligero mal sabor. De igual forma los frutos de la variedad Festival presentó un ligero aroma y sabor de fermentación después del almacenamiento que evidenció inducción de respiración anaerobia, esto no sucedió en frutos de Jacona y Zamorana.

Conclusiones

Los frutos de fresa de los tres cultivares, después de exponerse a una atmósfera con 0.03% ó 15% de CO₂ por 8 días a 2 ±1 °C presentaron similar comportamiento en cuanto a pérdida de peso, firmeza, luminosidad, ángulo de tono, índice de saturación y sólidos solubles totales.

Durante el almacenamiento, los frutos de las variedades mexicanas Jacona y Zamorana presentan mayor firmeza al momento de cosecha pero durante el almacenamiento muestra pérdidas de firmeza más acelerada respecto a ‘Festival’. Por otro lado, el valor del ángulo de tono de las tres variedades disminuye significativamente, independientemente del tipo de atmósfera, lo que resulta en una tonalidad roja diferente a la inicial.

El almacenamiento en 0.03% ó 15% de CO₂ por 8 días a 2 ±1 °C incrementa el pH de la pulpa, principalmente en la variedad ‘Festival’, pero no se presentan cambios en el contenido de ácido cítrico; por su parte, independientemente de la variedad, los frutos almacenados a una concentración de 15% de CO₂ mantienen mayor contenido de vitamina C respecto a los frutos almacenados con 0.03% (atmósfera normal).

Después del almacenamiento por 8 días a 2 ±1 °C, la concentración de etanol y acetaldehído aumenta de manera significativa en los en frutos expuestos 15% de CO₂ respecto a los almacenados en aire (0.03% de CO₂), la variedad con mayor acumulación y percepción de metabolitos fermentativos es Festival.

Se requiere probar otras concentraciones y periodos de almacenamiento que permitan definir la mejor opción para mantener la calidad de las variedades mexicanas.