BIOQUIMICA DE LA RESPIRACION

1. BIOQUÍMICA DE LA RESPIRACIÓN, LA
MADURACIÓN Y SENESCENCIA
Ing. María Pérez Campomanes

2. FISIOLOGÍA DE LA
RESPIRACIÓN
 Proceso metabólico
importante en el fruto
recolectado como en el
vegetal vivo.
 Degradación oxidativa de
almidón, azucares y ac.
Orgánicos hasta CO2 y
agua + energía
 La velocidad a que
transcurre constituye un
índice de la actividad
metabólica de los tejidos y
una guía de su vida
comercial
Una vez cosechado el fruto, no
puede reemplazar las reservas
que se pierden y la velocidad
con que disminuyen las
reservas será un factor
Importante en la duración de
vida de poscosecha.

3.  La respiración es necesaria
para la obtención de
energía, parte de esa
energía produce calor que
debe ser disipado, de lo
contrario el producto se
calentará, sobreviniendo la
degradación de los tejidos y
la muerte.
 En la etapa de crecimiento
el calor es transmitido a la
atmósfera, pero cuando el
producto es empacado, la
eliminación del calor se
dificulta.
 La importancia de la disipación
del calor del producto fresco
reside en el hecho que la
respiración consiste en una
serie de reacciones catalizadas
por enzimas, cuya velocidad
aumenta al Incrementar la
temperatura. En consecuencia,
una vez que el producto
comienza a calentarse, se
estimula aun más la respiración
y el calentamiento y de este
modo se vuelve muy difícil de
controlar la temperatura del
producto.

4. RESPIRACIÓN AEROBIA
Formada por tres secuencias
fundamentales:
Glicólisis: Fosforilación ocurrida en el
citoplasma (para aerobia y anaerobia).
Oxidación: Ocurre en el ciclo de Krebs.
Fosforilación Es el proceso oxidativa final,
ocurre en las mitocondrias por un sistema
citocromático.

6. METABOLISMO CELULAR
Catabolismo Anabolismo
Energía

7. RESPIRACIÓN ANAEROBIA
Proceso de oxidorreducción de azúcares y
otros compuestos.
La realizan exclusivamente algunos grupos
de bacterias.
Se emplea otra sustancia oxidante distinta,
como el sulfato.
No hay que confundir la respiración
anaerobia con la fermentación.

8. FACTORES QUE AFECTAN LA
RESPIRACIÓN
 Tipo de tejido
 Área del producto en contacto con el O2
 Edad o estado de desarrollo
 El agua
 Daños mecánicos del producto
 Temperatura
 Composición de la atmósfera
 Barreras físicas

9. COEFICIENTE DE RESPIRACIÓN
Es una medida determinante a la hora de saber que tipo de
carbohidratos sufre la síntesis para la obtención de
moléculas simples, todo depende del oxígeno necesario para
el proceso.
Cr = CO2 producido (ml) /O2 Consumido (ml)
Valores = 1 representan oxidación completa de glucosa,
valores superiores indican mayor eficiencia de degradación y
valores menores son especialmente para ácidos grasos de
cadena larga.
 La velocidad con la que respiran
da idea del metabolismo del
tejido y se puede expresar
como ml de CO2 por kilogramo x
hora.
 La velocidad es distinta en
vegetales y se relaciona con la
vida comercial del producto.
 Una actividad respiratoria
elevada conlleva a que el
tiempo de vida útil del
producto sea más corto, e
implica un período de
almacenamiento menor del
producto.

10. TRANSPIRACIÓN
 Las frutas y hortalizas frescas en la etapa de
crecimiento tienen un abastecimiento abundante
de agua a través del sistema radicular de la
planta.
 Con la cosecha, este abastecimiento se corta y
el producto debe sobrevivir de sus propias
reservas.
 En la respiración, el producto cosechado
continúa perdiendo agua.
 La atmósfera interna de frutas y hortalizas está
saturada con vapor de agua, pero, a la misma
temperatura, el aire circundante está menos
saturado.

11.  Existe un gradiente a lo largo del cual el vapor se
mueve desde el producto al aire que lo rodea.
 El efecto neto de la transpiración es una pérdida de
agua del producto cosechado, que no puede ser
reemplazada.
 La pérdida de agua disminuye el peso, apariencia y
elasticidad del producto perdiendo su turgencia(se
vuelve blando y marchito)

12. NOTAMOS PRESENCIA DE VIDA…..
 El enverdecimiento y
brote de papas
almacenadas, crecimiento
de raíz y aparición de
brotes en cebollas y ajos
almacenados, son
manifestaciones de vida
después de la cosecha.
El espárrago si se
almacena en
posición horizontal
se curva hacia la
vertical arruinando
su valor de
mercado

13. MADURACIÓN DE LAS FRUTAS
 La velocidad difiere entre las especies de frutas,
cultivares de las mismas especies, diferentes grados
de madurez del mismo cultivar y también entre zonas
de producción. Las frutas también difieren en sus
respuestas a la maduración a diversos ambientes de
postcosecha, sin embargo, es posible identificar
ciertos fenómenos generales en relación al
comportamiento de la maduración.

14. CLIMATÉRICAS Y NO-CLIMATÉRICAS
 En frutas no climatéricas el proceso de madurez y sazón, es
un proceso gradual pero continuo.
 En frutas climatéricas, el proceso de madurez y sazón, se
inicia de acuerdo a cambios en la composición hormonal. El
inicio de la maduración es un proceso bien definido,
caracterizado por un rápido aumento en la velocidad de
respiración y desprendimiento de etileno por la fruta,
conocido como respiración climatérica.

17.  Cambios en la respiración durante la maduración a 15ºC

18. Cuando las frutas climatéricas
maduran, la velocidad de
respiración se eleva llegando a
un máximo y luego declina
hasta el comienzo del
envejecimiento, mientras que
en las frutas no climatéricas la
tasa de respiración decrece
gradualmente.

19. Ejemplos de frutos
climatéricos
•Manzana
•Pera
•Nectarina
•Plátano
•Mango
•Kiwi
•Melocotón
•Albaricoque
•Melón
•Ciruela
•Papaya
•Aguacate
•Chirimoya
•Caqui
•Higo
•Jitomate
•Guayaba
Ejemplos de frutos no climatéricos
•Naranja
•Limón
•Mandarina
•Pomelo
•Uva
•Piña
•Fresa
•Frambuesa
•Cereza
•Aceituna
•Pimiento
•Tamarindo
•Cacao
•Lechuga

20. CAMBIOS ASOCIADOS CON LA MADUREZ
Cambios en textura y reducción de la firmeza.
Cambios de color, generalmente pérdida de color
verde y un aumento de los colores rojo y
amarillo.
Cambios en sabor y aroma; generalmente
volviéndose más dulce a medida que el almidón
es convertido en azúcar, y con la producción de
compuestos volátiles frecuentemente
aromáticos.
Todos los cambios que se llevan a cabo durante la
maduración lo hacen mediante la energía
proporcionada por la respiración; esto gracias al
etileno, responsable de múltiples acciones de
naturaleza hormonal, interactuando básicamente
con enzimas y sustratos.

21. ETILENO
 Estimula la respiración de un amplio rango de
tejidos vegetales.
 Esta respuesta difiere entre frutos
climatéricos y no climatéricos: la exposición
de frutos climatéricos a niveles relativamente
bajos de etileno disminuye la longitud de
tiempo del período preclimatérico sin un
efecto substancial sobre el ritmo de la
actividad respiratoria en el pico climatérico.
Una vez que se ha iniciado la maduración la
remoción del etileno no tiene ya efecto sobre
el patrón respiratorio subsecuente.

22. 1. INICIO DE LA MADURACIÓN
Está asociado directamente con un aumento en la
capacidad de sintetizar etileno y un aumento en la
respuesta a éste al cambiar la sensibilidad del tejido
al nivel endógeno de etileno pre existente.
El etileno regula la síntesis de RNA
y de proteínas (enzimas)
incluyendo, la síntesis de
fosfolipasas que actúan sobre
membranas aumentando la
permeabilidad, así como de
algunas que intervienen
directamente en las reacciones
que provocan los cambios de la
maduración (amilasas (α y β),
Celulasa,
Antocianoglucosidasas,
Fosforilasas, Pectin-metil
esterasa, Poligalacturonasa,
Pectin metil galacturonasa,
Fosfofructoquinasa, etc )

23. 2. SUAVIZACIÓN
En algunas frutas la hidrólisis del almidón y la
pectina también favorece la suavización.
Hay rompimiento de las
cadenas largas dando lugar a
un aumento de azúcares
simples, generando un
incremento en el dulzor.
También la hidrólisis de
compuestos pécticos contribuye
al aumento en la concentración
de azúcares.
3. DEGRADACIÓN DEL ALMIDÓN

24. 4. PIGMENTOS
 Degradación de clorofila y formación de
carotenoides.
 La pérdida de clorofila puede ocurrir en forma
paralela con la maduración (plátano), o después
de que han finalizado los cambios de maduración
(peras)

25. 5. COLOR
 El color de las frutas puede ser resultado de la
degradación de la clorofila con poca o ninguna
formación de xantofilas(amarillo) carotenoides
(anaranjados o rojizos), o flavonoides
(antocianinas)
 Licopenos(tomates)
 Luteina( marigol)
 Capsantina(pimientos)

26. 6. PROTEÍNAS
A diferencia de las reservas alimenticias
que se reducen para dar origen a otros
compuestos, algunas proteínas se
sintetizan.
La concentración varía entre las diferentes especies y
partes de la planta. La mayor parte se encuentra en
forma de reserva, las cuales, en el caso de las semillas,
se pueden utilizar como energía durante la germinación.
7. LÍPIDOS

27. 8. SABOR
 Durante la maduración ocurren otros cambios que
también contribuyen con el sabor como son: gusto,
olfato (compuestos volátiles) y tacto (derretimiento,
jugosidad, facilidad para morder).
 El sabor debe considerarse como una percepción sutil
y compleja de la combinación del gusto (dulce, ácido,
astringente)
 La concentración de ácidos orgánicos tiende a
disminuir después de la cosecha.
 La pérdida de ácido málico en frutas tipo pomos y
aumento de este mismo en cáscara y pulpa de
plátano, indica la variabilidad de los ácidos en las
9. ÁCIDOS ORGÁNICOS

28. 10. AROMA
 se atribuyen a la acumulación de compuestos
volátiles (ácidos orgánicos, alcoholes,
aldehídos, derivados del isopreno, etc.).
 Los compuestos volátiles son producidos a
partir de enzimas encontradas en tejidos
intactos, incluyen muchos de los aromas de los
frutos, flores y hortalizas frescos

29. CAMBIOS ESTRUCTURALES
La mayoría de las frutas carnosas son
órganos relativamente grandes que poseen
un buen porcentaje de tejido
parenquimatoso con células que llegan a
alcanzar diámetros de 0.5 mm o más y
cuyas paredes pueden ser de menos de
1mm de espesor.
 Las vacuolas de estas células son tan
grandes que el protoplasma y sus
organelos quedan confinados a una
delgada capa periférica limitada por la
membrana plasmática y el tonoplasto.

30. CAMBIOS ESTRUCTURALES
 Las frutas carnosas poseen un sistema
vascular poco desarrollado pero extenso y
sus tejidos están atravesados por un sistema
de múltiples espacios intercelulares.
 La piel las protege de la excesiva pérdida de
agua durante el desarrollo y el
almacenamiento.

31. CAMBIOS EN :
 ESTRUCTURA Y FIRMEZA: El adelgazamiento y los
cambios en turgencia y composición, provocan el
ablandamiento.
 En pera y manzana, los depósitos de sustancias
pécticas sobresalen a los espacios intercelulares, los
cuales se reducen o desaparecen durante la
maduración.
 Disociación celular: Los cambios en la pared celular
y lámina media pueden ser tan grandes que las
células se redondean y se separan unas de otras;
esta disociación es la causa de la excesiva
suavización que caracteriza a la fruta sobremadura.

32. ORGANELOS CELULARES
Mitocondria. La intensa actividad
respiratoria durante la maduración
indican que la estructura mitocondrial
se conserva.
Plastos: Los cambios de color en las
frutas implican degradación de
clorofila y síntesis de carotenoides
asociados con la transformación de
cloroplastos en cromoplastos.

33. RECORDEMOS……
La velocidad de maduración y la vida en
postcosecha no se asocia con el carácter
climatérico o no climatérico de las frutas,
sino con la respiración.
cuanto mayor es la tasa respiratoria, mayor
es la perecibilidad de la fruta.

34. RESUMEN GENERAL
 La respiración es un proceso metabólico que toma
como materia prima compuestos como azúcares,
almidón y ácidos orgánicos y los somete a
degradación oxidativa resultando moléculas más
simples como CO2 y H2O para ser utilizadas en
otras síntesis y así liberar energía en forma de ATP.