Aplicación de elicitores de origen natural en precosecha y postcosecha como herramienta para mejorar la calidad de pitahaya en la cosecha y durante el almacenamiento

Abstract

La pitahaya amarilla se encuentra dentro de los frutos tropicales emergentes, a nivel mundial en los últimos años se ha incrementado su consumo y se debe principalmente al aumento de los ingresos y al cambio de las preferencias de los consumidores que cada vez se preocupan por una alimentación saludable y equilibrada.

Dentro de las frutas tropicales emergentes, a nivel mundial la pitahaya es una de las más comercializadas con cantidades que varían entre 800.000 toneladas a 1,2 millones de toneladas en promedio anual (período del 2019 al 2023). En Ecuador en el año 2023 las exportaciones de pitahaya rompieron récord, alcanzando USD 171,7 millones valor FOB, lo que representó un incremento del 72% respecto a 2022, consolidándose como uno de los principales productos no tradicionales de exportación. Las regiones tropicales y subtropicales de Ecuador son aptas para este cultivo, siendo la variedad amarilla (pulpa blanca y piel amarilla) con mayor extensión de cultivo (90%) en relación con la pitahaya roja. La mayor parte de las plantaciones de pitahaya amarilla se encuentra en la Provincia de Morona Santiago, lugar donde presentan los más elevados índices de productividad.

El consumo de la pitahaya amarilla, en su mayoría es como fruta fresca que no solo aporta azúcares simples y fibra dietética, sino que también es rica en antioxidantes, destacando el ácido málico y ascórbico, compuestos fenólicos (ácido gálico), carotenoides presentes en la piel (cáscara) y en menor cantidad en la pulpa. Los minerales más relevantes en la piel son el potasio, fósforo, calcio, zing y hierro. La pitahaya es susceptible a daños por frío si se almacena a temperaturas inferiores a 10 °C, estos daños se manifiestan como oscurecimiento de la piel, manchas acuosas y aumento de la susceptibilidad a patógenos. La falta de conocimiento sobre los protocolos de manejo pre y poscosecha provoca que esté expuesto a temperaturas y humedades relativas inadecuadas, manejo brusco que ocasiona golpes, cortes y compresiones que aceleran los procesos de respiración y transpiración de la fruta, reduciendo su calidad y vida útil.

En respuesta a la creciente demanda de alimentos frente a restricciones legales sobre el uso de químicos antes y después de la cosecha, los consumidores cada vez están más preocupados en alimentarse de manera saludable. En este sentido, la aplicación de compuestos de origen natural y derivados de las plantas puede ser una alternativa. Se han realizado investigaciones relacionadas con tratamientos pre y pos-recolección con compuestos innovadores de origen natural que puedan sustituir a los productos sintéticos para incrementar la calidad de la frutas y hortalizas. Investigaciones recientes han demostrado que el uso de tratamientos pre y poscosecha con elicitores como los jamonatos y salicilatos fortalecen y participan en numerosos procesos fisiológicos de su desarrollo, como en la defensa contra estreses bióticos y abióticos, en el sistema antioxidante del fruto y la mejora en la tolerancia al frío. Es limitada la literatura científica sobre el efecto de la aplicación pre y posrecolección de estos compuestos sobre la vida útil y la calidad de la pitahaya amarilla (Selenicereus megalanthus Haw). Por ello, el objetivo de esta Tesis Doctoral es aportar con soluciones frente a la problemática de la reducida vida útil y la calidad del fruto de pitahaya amarilla mediante tratamientos pre-recolección con jasmonato de metilo (JaMe), salicilato de metilo (SaMe), ácido salicílico (AS) y ácido oxálico (AO) y tratamientos pos-recolección con JaMe y SaMe. Además, se evaluó su incidencia en las propiedades de la piel como posible alternativa de uso en la industria farmacéutica y alimentaria.

Los tratamientos pre-recolección bajo invernadero, se realizaron mediante pulverización foliar en 4 momentos clave del crecimiento del fruto, la primera empezó luego de la polinización, se aplicaron cuatro elicitores (JaMe, SaMe, AS y AO), todos ellos a concentraciones de 1, 5 y 10 mM, conteniendo un 0,5% de Tween 20 como surfactante. En el segundo año se aplicaron en pre-recolección las mejores dosis del primer año de JaMe y SaMe a 0,1 mM, y AS y AO a 5 mM, conteniendo un 0,5% deTween 20 como surfactante y se usaron las mismas épocas y frecuencias del primer año y se analizó la evolución de la calidad del fruto durante la conservación. En estos experimentos se evaluaron en la pulpa: el rendimiento, número de frutos, el peso del fruto, el porcentaje de pulpa y piel, los sólidos solubles totales (SST), la acidez titulable (AT), la firmeza, fenoles y carotenoides totales. En la piel se evaluó los compuestos fenólicos, carotenoides totales, macronutrientes y micronutrientes. En el tercer año los tratamientos post-recolección se realizaron en el Cantón Palora, Ecuador, en tanto que los análisis pos-recolección y almacenamiento se realizó en la UMH-España. Al momento de la cosecha se evaluó el peso y color de la piel de cada fruto y luego se realizó inmersiones durante 8 minutos, con SaMe y JaMe a 0,1 mM conteniendo conteniendo un 0,5% de Tween 20 como surfactante, excepto los frutos control que se sumergieron en agua. Se realizaron experimentos de conservación a 2 y 10 ºC durante 55 días, y se evaluó cada dos semanas la calidad organoléptica, nutritiva y funcional de la pulpa, los compuestos bioactivos y actividad antioxidante en la piel.

Los resultados de esta Tesis Doctoral han demostrado que los tratamientos prerecolección de JaMe, SaMe, AS, AO mejoraron el tamaño del fruto, el rendimiento del cultivo y el peso del fruto en comparación con los frutos control, aunque los resultados dependieron del elicitor probado y las dosis aplicadas. Los niveles más altos y bajos de SST se encontraron en las frutas tratadas SaMe 10 mM y JaMe 5 mM, respectivamente, mientras que el mayor contenido de AT se observó en las frutas tratadas con AS 5 mM. La firmeza solo mejoró en las frutas tratadas con JaMe. Las mejores concentraciones en el segundo año mostraron que SaMe adelantó la maduración de la fruta, presentando mayores SST, menor AT y firmeza que las frutas tratadas con JaMe, lo que demostró un proceso de maduración retardado. Todos los tratamientos indujeron una mayor concentración de polifenoles durante el almacenamiento. Respecto al uso alternativo de la cáscara como subproducto, la aplicación de elicitores naturales incrementó significativamente el contenido de polifenoles, carotenoides, macronutrientes y micronutrientes en la piel, especialmente SaMe que puede utilizarse como compuesto bioactivo en la industria alimentaria. Sin embargo, los tratamientos realizados en poscosecha del fruto de pitahaya amarilla, con SaMe a 0,1 mM y JaMe a 0,1 mM no mostraron efectos significativos en los parámetros de calidad organoléptica, nutritiva y funcional analizados, posiblemente porque las dosis y/o los tiempos de inmersión aplicados no fueron adecuados.

Finalmente, esta investigación demostró que la aplicación de elicitores naturales en precosecha, como jasmonato de metilo (JaMe), salicilato de metilo (SaMe), ácido salicílico (AS) y ácido oxálico (AO), en concentraciones específicas, constituye una estrategia efectiva y segura para mejorar la calidad, funcionalidad y vida útil del fruto de pitahaya amarilla. Con fines prácticos se podría utilizar JaMe a 1 mM (en pre y poscosecha). Estos hallazgos ofrecen una solución práctica y sostenible a una problemática global, que es producir alimentos de calidad con el menor impacto al medio ambiente.