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F I S I O L O G Í A –
D E F R U T A S Y
H O R T A L I Z A S
.
INTRODUCCIÓN
• Tras la recolección, estos alimentos continúan respirando
y transpirando y debido a que han perdido contacto con
su fuente de agua, productos de la fotosíntesis
(almidón) y minerales, dependen exclusivamente de
reservas alimenticias y de su propio contenido de
por lo tanto las pérdidas de sustratos respirables no se
compensan y se inicia el deterioro.
• Estos alimentos posteriormente a la cosecha sufren
cambios bioquímicos que serán determinantes en la
calidad del fruto final. Estos cambios pueden ser
deseables o indeseables de ahí la importancia de
conocerlos para diseñar de forma adecuada su
tratamiento post cosecha.
¿Qué estudia la fisiología poscosecha ?
Los cambios que experimentan los productos agrícolas
desde que son cosechados hasta que llegan al consumidor y
que se desarrollan principalmente en la ETAPA DE
MADURACIÓN (resultado de un complejo conjunto de
transformaciones, muchas de las cuales son probablemente
independientes entre sí )
¿De qué dependen estos cambios?
Factores Intrínsecos : Respiración , Transpiración,
Maduración, Senescencia.
Factores Extrínsecos: Temperatura, Humedad relativa,
concentración de oxigeno, luz, etc.
¿POR QUÉ CONSIDERAS NECESARIO
CONOCER EL COMPORTAMIENTO DE LOS
SIGUIENTES PROCESOS FISIOLÓGICOS?
RESPIRACIÓN TRANSPIRACIÓN
PRODUCCIÓN DE
ETILENO
PROCESO DE
MADURACIÓN
PROCESO DE MADURACIÓN
La madurez es un proceso fisiológico y bioquímico,
que está bajo control genético y hormonal, es un
proceso que está acompañado por múltiples
cambios a nivel celular, más que por un aumento
de tamaño (Wills et ál. 1998; Seymour et ál. 1993).
Se inicia al finalizar la M. fisiológica, el producto
adquiere atributos organolépticos típicos
(textura, gusto, aroma y color)
¿Cuál debo
desacelerar y
cómo hacerlo?
CAMBIOS EN LA MADURACIÓN
 Maduración de las semillas
 Cambios de color en la piel
 Abscisión del pedúnculo
 Cambios en la actividad respiratoria
 Modificaciones en el ritmo de producción de etileno
 Modificaciones en la permeabilidad tisular (permeabilidad de los
tejidos)
 Intervención de algunas enzimas hidrolíticas
 Ablandamiento: cambios en la composición de las sustancias
pépticas y otros polisacáridos que forman parte de las paredes
celulares.
 Cambios en la composición de los hidratos de carbono
 Modificaciones en los ácidos orgánicos
 Cambios en las proteínas
 Producción de sustancias volátiles aromáticas
 Desarrollo de la cera en la epidermis.
Madurez Hortícola:
 En el caso de hortalizas de fruto , la madurez hortícola esta
relacionado con la madurez fisiológica, es decir con el
completo crecimiento físico del material vegetal, medido por la
longitud, diámetro, volumen, peso, etc., característico de su
variedad o cultivar.
 Efecto de la temperatura: La velocidad de respiración es
afectada por la temperatura
 Efecto de la humedad relativa: Una disminución de la %Hr
origina pérdida de peso y de la apariencia general del producto
(arrugamiento de la piel) y una disminución de la textura.
 Efecto de la luz : Influye en algunos cambios composicionales no
deseables, tales como: fisiopatías en crecimiento en espárragos
cosechados, presencia de solanina en papas.
FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN LA MADURACIÓN DE
LOS FRUTOS
Las fisiopatías más comunes incluyen la
curvatura de los ápices hacia arriba en
contra de la gravedad y la expansión y
apertura de los ápices («feathering»)
El alcaloide llega al tubérculo, normalmente por accidente, es decir, si
alguno queda un poco desenterrado y se expone a la luz del sol, fabrica
clorofila y en el mismo lugar, solanina, por eso se tiñe de verde. También
se encuentra en pequeña cantidad en los llamados “ojos” de estos
tubérculos
¿POR QUÉ SE GENERAN LOS CAMBIOS MADURATIVOS?
PÉRDIDA DE
FIRMEZA
•La protopectina atrapa agua formando una especie de malla, que proporciona a la fruta no madura su particular textura. Con la
maduración, ésta sustancia disminuye transformándose en pectina soluble, que queda disuelta en el agua que la contiene,
produciéndose ablandamiento.
CAMBIOS DE
COLOR
•Habitualmente la transición va de verde a otro color cuando la clorofila se descompone dejando ver colorantes antes
enmascarados.
•Además aumenta la producción de colorantes rojos y amarillos típicos de frutas maduras.
CAMBIOS EN EL
SABOR
•Al comenzar la maduración aumenta el contenido de hidratos de carbono y el dulzor típico de las frutas maduras. Los ácidos
disminuyen y desaparece el sabor agrio, para dar lugar a uno suave debido a la transformación de almidones en azúcares más
sencillos.
CAMBIOS EN EL
AROMA
•La formación de dichos aromas depende en gran medida de factores externos, como temperatura.
VALOR NUTRITIVO
•En general, las frutas pierden vitamina C cuando maduran en el árbol y durante el almacenamiento; en este caso, la pérdida
depende en gran medida de la temperatura, siendo mucho menor mientras es más cercana a 0°C.
PRINCIPALES CAMBIOS DURANTE LA MADURACIÓN
Azúcares Fructosa, glucosa y sacarosa Dulzor. Aumentan con la maduración
Ácidos Málico
Cítrico
Acidez. Disminuyen con la maduración
Compuestos fenólicos Ac. Caféíco
Taninos
Astringencia. Bajan con la maduración.
Polisacáridos Almidón
Pectinas
Dan consistencia firme a los frutos. Se
hidrolizan durante la maduración
Colorantes Clorofila En frutas verdes. Se degrada en la
maduración.
Vitaminas C Baja en la maduración
Aromas Complejos Aumentan en la madurez
Varios Ácidos
Fenoles
Pectinas
Clorofila
Su degradación se exalta en el
climaterio respiratorio
Varios Azúcares
Carotenoides
Antocianos
Aromas
Su biosíntesis se exalta en el climaterio
respiratorio
FRUTOS CLIMATÉRICOS Y NO CLIMATÉRICOS
• Fenómeno en la maduración de las frutas  patrón respiratorio
conocido como el climaterio
• Frutos clasificados: como climatéricos y no climatéricos
basándonos en sus patrones de respiración y síntesis de etileno
durante la maduración.
FRUTOS CLIMATÉRICOS Y NO CLIMATÉRICOS
 Frutos climatéricos: proceso natural de madurez, es
iniciado de acuerdo a cambios en la composición
hormonal. El inicio de la maduración climatérica está
caracterizado por un rápido aumento en la velocidad de la
respiración y el desprendimiento de etileno por la fruta, en
un momento de su desarrollo, conocido como respiración
climatérica. Presentan un pico característico de la actividad
respiratoria durante la maduración, llamado climaterio
respiratorio. Este pico puede corresponder con la madurez
de consumo, o puede precederla o venir después,
dependiendo del fruto en cuestión.
 Frutas no climatéricas el proceso de madurez, es un
proceso gradual pero continuo
PATRONES DE
RESPIRACIÓN DE FRUTAS
CLIMATÉRICAS Y NO
CLIMATÉRICAS DURANTE
L A MADURACIÓN.
D I FERENCI AS E N LOS
PATRONES DA
R E SPIRACIÓN D E TR E S
F R UTAS CL I MATÉRICAS
D UR ANTE L A
M AD URACIÓN A 15 °C
CLASIFICACIÓN DE FRUTAS Y VEGETALES
SEGÚN SU TIPO DE RESPIRACIÓN.
Climatéricos No climatéricos
Mango Cítricos
Kivi Piña
Durazno Fresa
Plátano Aceituna
Árbol de pan Arandino
Chabacano Cacao
Chirimoya Espárragos
Fruta de la pasión Lechuga
Guanábana Pimiento
Guayaba Tamarindo
Zapote
EJEMPLO:
Cada fruto presenta uno o más síntomas inequívocos cuando ha
alcanzado la madurez fisiológica.
1. En tomate, por ejemplo, es cuando ha desarrollado la masa
gelatinosa que llena el interior de los lóbulos y las semillas.
2. En pimiento, cuando las semillas se endurecen y comienza a
colorearse la parte interna del fruto.
Calidad organoléptica de un fruto en función de su madurez.
ACTIVIDAD
EVAL UATIVA
RESPECTO A
CONOCIMIENTOS
PREVIOS
SISTEMA DE PREGUNTAS Y RESPUESTAS
• ¿Cuál es la principal diferencia entre las frutas climatéricas y las
no climatéricas?
• ¿Cuáles son los principales sustratos oxidables que las frutas y
hortalizas utilizan para obtener la energía que requieren para
mantenerse vivas?
• ¿Qué sucede cuando estos sustratos oxidables se agotan?
• ¿ Cuáles son los principales procesos fisiológicos que se
presentan durante la vida útil del fruto recolectado?
• Mencione al menos 3 cambios físicos que ocurren en las frutas y
verduras durante el proceso de maduración
• Mencione al menos 3 cambios físicos que ocurren en las frutas y
verduras durante el proceso de maduración
RESPIRACIÓN
•
FACTORES INTRÍNSICOS
Tipo de tejido u órgano
Tamaño del producto: mayor
tamaño <tasa de respiración.
Edad o estado del producto:
jóvenes > respiración
Coeficiente respiratorio (CR=CO2 /O2 )
Es un indicador del tipo de reacción que predomina en un
determinado proceso de oxidación aeróbica:
Glucosa = 1
Lípidos = 0,7
Ácidos orgánicos = 1,3
Respiración:
CLASIFICACIÓN DE LAS FRUTAS – VELOCIDAD DE
RESPIRACIÓN
FRUTAS CLIMATÉRICAS
• Presentan un pico característico en la
actividad respiratoria durante la
maduración (climaterio respiratorio).
• Los frutos con mayores tasas respiratorias
tienden a madurar más rápidamente.
• Poseen incrementos transitorios en la
respiración y síntesis de etileno.
FRUTAS NO CLIMATÉRICAS
• Estos poseen una disminución gradual de
su respiración durante la maduración.
• No presentan un incremento en la tasa de
producción de etileno.
De acuerdo con el patrón respiratorio y la síntesis de etileno en una etapa
temprana de la madurez, los frutos han sido clasificados en dos
categorías: climatéricos o no climatéricos (Kuntz et ál. 1998, Seymour et
ál. 1993).
CLIMATÉRICA NO CLIMATÉRICA
FRUTAS CLIMA
TEMPLADO
•Manzana
•Pera
•Durazno
•Ciruela
•Cereza
•Uva
•Frutilla
HORTALIZAS DE
FRUTO
•Melón
•Tomate
•Sandía
•Pepino
FRUTAS
TROPICALES
COMUNES
•Aguacate
•Plátano
•Mango
•Papaya
•Higo
•Guayaba
•Maracuya
•Naranja
•Toronja
•Limón
•Lima
•Aceituna
•Piña
FRUTA TROPICAL
MENOS COMÚN
•Chirimoya
•Guanábana
•Mamey
•Zapote
•Castaña de Cajú
•Ciruela de Java
FACTORES EXTRÍNSICOS
Daños mecánicos y sanidad del
producto
Temperatura
Composición de la atmósfera
Barreras físicas a los gases
(empaques)
DAÑOS MECÁNICOS
• Daños en la barrera natural del fruto, hay mayores áreas expuesta al
ataque de patógenos y una mayor pérdida de humedad.
• Temperatura influye en la severidad de la respuesta al daño.
Impacto
Respiración
Tiempo
Etileno
TEMPERATURA
Por cada 10ºC reducción
en la temperatura
Ritmo respiratorio reduce
2 a 3 veces Baja transpiración
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
MENOR RESPIRACIÓN
MENOR CANTIDAD DE OXÍGENO Y ANHÍDRIDO CARBÓNICO
MAYOR RESPIRACIÓN
MAYOR CANTIDAD DE ETILENO
BARRERAS FISICAS
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  • 1. F I S I O L O G Í A – D E F R U T A S Y H O R T A L I Z A S .
  • 2. INTRODUCCIÓN • Tras la recolección, estos alimentos continúan respirando y transpirando y debido a que han perdido contacto con su fuente de agua, productos de la fotosíntesis (almidón) y minerales, dependen exclusivamente de reservas alimenticias y de su propio contenido de por lo tanto las pérdidas de sustratos respirables no se compensan y se inicia el deterioro. • Estos alimentos posteriormente a la cosecha sufren cambios bioquímicos que serán determinantes en la calidad del fruto final. Estos cambios pueden ser deseables o indeseables de ahí la importancia de conocerlos para diseñar de forma adecuada su tratamiento post cosecha.
  • 3. ¿Qué estudia la fisiología poscosecha ? Los cambios que experimentan los productos agrícolas desde que son cosechados hasta que llegan al consumidor y que se desarrollan principalmente en la ETAPA DE MADURACIÓN (resultado de un complejo conjunto de transformaciones, muchas de las cuales son probablemente independientes entre sí ) ¿De qué dependen estos cambios? Factores Intrínsecos : Respiración , Transpiración, Maduración, Senescencia. Factores Extrínsecos: Temperatura, Humedad relativa, concentración de oxigeno, luz, etc.
  • 4. ¿POR QUÉ CONSIDERAS NECESARIO CONOCER EL COMPORTAMIENTO DE LOS SIGUIENTES PROCESOS FISIOLÓGICOS? RESPIRACIÓN TRANSPIRACIÓN PRODUCCIÓN DE ETILENO PROCESO DE MADURACIÓN
  • 5. PROCESO DE MADURACIÓN La madurez es un proceso fisiológico y bioquímico, que está bajo control genético y hormonal, es un proceso que está acompañado por múltiples cambios a nivel celular, más que por un aumento de tamaño (Wills et ál. 1998; Seymour et ál. 1993). Se inicia al finalizar la M. fisiológica, el producto adquiere atributos organolépticos típicos (textura, gusto, aroma y color) ¿Cuál debo desacelerar y cómo hacerlo?
  • 6. CAMBIOS EN LA MADURACIÓN  Maduración de las semillas  Cambios de color en la piel  Abscisión del pedúnculo  Cambios en la actividad respiratoria  Modificaciones en el ritmo de producción de etileno  Modificaciones en la permeabilidad tisular (permeabilidad de los tejidos)  Intervención de algunas enzimas hidrolíticas  Ablandamiento: cambios en la composición de las sustancias pépticas y otros polisacáridos que forman parte de las paredes celulares.  Cambios en la composición de los hidratos de carbono  Modificaciones en los ácidos orgánicos  Cambios en las proteínas  Producción de sustancias volátiles aromáticas  Desarrollo de la cera en la epidermis.
  • 7. Madurez Hortícola:  En el caso de hortalizas de fruto , la madurez hortícola esta relacionado con la madurez fisiológica, es decir con el completo crecimiento físico del material vegetal, medido por la longitud, diámetro, volumen, peso, etc., característico de su variedad o cultivar.
  • 8.  Efecto de la temperatura: La velocidad de respiración es afectada por la temperatura  Efecto de la humedad relativa: Una disminución de la %Hr origina pérdida de peso y de la apariencia general del producto (arrugamiento de la piel) y una disminución de la textura.  Efecto de la luz : Influye en algunos cambios composicionales no deseables, tales como: fisiopatías en crecimiento en espárragos cosechados, presencia de solanina en papas. FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN LA MADURACIÓN DE LOS FRUTOS Las fisiopatías más comunes incluyen la curvatura de los ápices hacia arriba en contra de la gravedad y la expansión y apertura de los ápices («feathering») El alcaloide llega al tubérculo, normalmente por accidente, es decir, si alguno queda un poco desenterrado y se expone a la luz del sol, fabrica clorofila y en el mismo lugar, solanina, por eso se tiñe de verde. También se encuentra en pequeña cantidad en los llamados “ojos” de estos tubérculos
  • 9. ¿POR QUÉ SE GENERAN LOS CAMBIOS MADURATIVOS? PÉRDIDA DE FIRMEZA •La protopectina atrapa agua formando una especie de malla, que proporciona a la fruta no madura su particular textura. Con la maduración, ésta sustancia disminuye transformándose en pectina soluble, que queda disuelta en el agua que la contiene, produciéndose ablandamiento. CAMBIOS DE COLOR •Habitualmente la transición va de verde a otro color cuando la clorofila se descompone dejando ver colorantes antes enmascarados. •Además aumenta la producción de colorantes rojos y amarillos típicos de frutas maduras. CAMBIOS EN EL SABOR •Al comenzar la maduración aumenta el contenido de hidratos de carbono y el dulzor típico de las frutas maduras. Los ácidos disminuyen y desaparece el sabor agrio, para dar lugar a uno suave debido a la transformación de almidones en azúcares más sencillos. CAMBIOS EN EL AROMA •La formación de dichos aromas depende en gran medida de factores externos, como temperatura. VALOR NUTRITIVO •En general, las frutas pierden vitamina C cuando maduran en el árbol y durante el almacenamiento; en este caso, la pérdida depende en gran medida de la temperatura, siendo mucho menor mientras es más cercana a 0°C.
  • 10. PRINCIPALES CAMBIOS DURANTE LA MADURACIÓN Azúcares Fructosa, glucosa y sacarosa Dulzor. Aumentan con la maduración Ácidos Málico Cítrico Acidez. Disminuyen con la maduración Compuestos fenólicos Ac. Caféíco Taninos Astringencia. Bajan con la maduración. Polisacáridos Almidón Pectinas Dan consistencia firme a los frutos. Se hidrolizan durante la maduración Colorantes Clorofila En frutas verdes. Se degrada en la maduración. Vitaminas C Baja en la maduración Aromas Complejos Aumentan en la madurez Varios Ácidos Fenoles Pectinas Clorofila Su degradación se exalta en el climaterio respiratorio Varios Azúcares Carotenoides Antocianos Aromas Su biosíntesis se exalta en el climaterio respiratorio
  • 11. FRUTOS CLIMATÉRICOS Y NO CLIMATÉRICOS • Fenómeno en la maduración de las frutas  patrón respiratorio conocido como el climaterio • Frutos clasificados: como climatéricos y no climatéricos basándonos en sus patrones de respiración y síntesis de etileno durante la maduración.
  • 12. FRUTOS CLIMATÉRICOS Y NO CLIMATÉRICOS  Frutos climatéricos: proceso natural de madurez, es iniciado de acuerdo a cambios en la composición hormonal. El inicio de la maduración climatérica está caracterizado por un rápido aumento en la velocidad de la respiración y el desprendimiento de etileno por la fruta, en un momento de su desarrollo, conocido como respiración climatérica. Presentan un pico característico de la actividad respiratoria durante la maduración, llamado climaterio respiratorio. Este pico puede corresponder con la madurez de consumo, o puede precederla o venir después, dependiendo del fruto en cuestión.  Frutas no climatéricas el proceso de madurez, es un proceso gradual pero continuo
  • 13. PATRONES DE RESPIRACIÓN DE FRUTAS CLIMATÉRICAS Y NO CLIMATÉRICAS DURANTE L A MADURACIÓN.
  • 14. D I FERENCI AS E N LOS PATRONES DA R E SPIRACIÓN D E TR E S F R UTAS CL I MATÉRICAS D UR ANTE L A M AD URACIÓN A 15 °C
  • 15. CLASIFICACIÓN DE FRUTAS Y VEGETALES SEGÚN SU TIPO DE RESPIRACIÓN. Climatéricos No climatéricos Mango Cítricos Kivi Piña Durazno Fresa Plátano Aceituna Árbol de pan Arandino Chabacano Cacao Chirimoya Espárragos Fruta de la pasión Lechuga Guanábana Pimiento Guayaba Tamarindo Zapote
  • 16. EJEMPLO: Cada fruto presenta uno o más síntomas inequívocos cuando ha alcanzado la madurez fisiológica. 1. En tomate, por ejemplo, es cuando ha desarrollado la masa gelatinosa que llena el interior de los lóbulos y las semillas. 2. En pimiento, cuando las semillas se endurecen y comienza a colorearse la parte interna del fruto. Calidad organoléptica de un fruto en función de su madurez.
  • 18. SISTEMA DE PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuál es la principal diferencia entre las frutas climatéricas y las no climatéricas? • ¿Cuáles son los principales sustratos oxidables que las frutas y hortalizas utilizan para obtener la energía que requieren para mantenerse vivas? • ¿Qué sucede cuando estos sustratos oxidables se agotan? • ¿ Cuáles son los principales procesos fisiológicos que se presentan durante la vida útil del fruto recolectado? • Mencione al menos 3 cambios físicos que ocurren en las frutas y verduras durante el proceso de maduración • Mencione al menos 3 cambios físicos que ocurren en las frutas y verduras durante el proceso de maduración
  • 20. FACTORES INTRÍNSICOS Tipo de tejido u órgano Tamaño del producto: mayor tamaño <tasa de respiración. Edad o estado del producto: jóvenes > respiración
  • 21. Coeficiente respiratorio (CR=CO2 /O2 ) Es un indicador del tipo de reacción que predomina en un determinado proceso de oxidación aeróbica: Glucosa = 1 Lípidos = 0,7 Ácidos orgánicos = 1,3 Respiración:
  • 22. CLASIFICACIÓN DE LAS FRUTAS – VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN FRUTAS CLIMATÉRICAS • Presentan un pico característico en la actividad respiratoria durante la maduración (climaterio respiratorio). • Los frutos con mayores tasas respiratorias tienden a madurar más rápidamente. • Poseen incrementos transitorios en la respiración y síntesis de etileno. FRUTAS NO CLIMATÉRICAS • Estos poseen una disminución gradual de su respiración durante la maduración. • No presentan un incremento en la tasa de producción de etileno. De acuerdo con el patrón respiratorio y la síntesis de etileno en una etapa temprana de la madurez, los frutos han sido clasificados en dos categorías: climatéricos o no climatéricos (Kuntz et ál. 1998, Seymour et ál. 1993).
  • 23.
  • 24. CLIMATÉRICA NO CLIMATÉRICA FRUTAS CLIMA TEMPLADO •Manzana •Pera •Durazno •Ciruela •Cereza •Uva •Frutilla HORTALIZAS DE FRUTO •Melón •Tomate •Sandía •Pepino FRUTAS TROPICALES COMUNES •Aguacate •Plátano •Mango •Papaya •Higo •Guayaba •Maracuya •Naranja •Toronja •Limón •Lima •Aceituna •Piña FRUTA TROPICAL MENOS COMÚN •Chirimoya •Guanábana •Mamey •Zapote •Castaña de Cajú •Ciruela de Java
  • 25. FACTORES EXTRÍNSICOS Daños mecánicos y sanidad del producto Temperatura Composición de la atmósfera Barreras físicas a los gases (empaques)
  • 26. DAÑOS MECÁNICOS • Daños en la barrera natural del fruto, hay mayores áreas expuesta al ataque de patógenos y una mayor pérdida de humedad. • Temperatura influye en la severidad de la respuesta al daño. Impacto Respiración Tiempo Etileno
  • 27. TEMPERATURA Por cada 10ºC reducción en la temperatura Ritmo respiratorio reduce 2 a 3 veces Baja transpiración
  • 28. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA MENOR RESPIRACIÓN MENOR CANTIDAD DE OXÍGENO Y ANHÍDRIDO CARBÓNICO MAYOR RESPIRACIÓN MAYOR CANTIDAD DE ETILENO
  • 29. BARRERAS FISICAS BARRERAS A LOS GASES PELICULAS PLASTICAS CERAS