Atmósferas Controladas y Modificadas en Postcosecha


Se estiman pérdidas que llegan hasta el 50 % de la producción entre la cosecha y el consumo. Por lo anterior, productor y comercializador deben entender los factores biológicos y ambientales involucrados en el deterioro de productos hortofrutícolas. Asimismo, es necesario conocer el uso de tecnologías que permitan retardar la maduración y deterioro para mantener lo mejor posible la calidad de los productos. Es importante resaltar que el uso de las tecnologías postcosecha no detiene los cambios bioquímicos propios de la maduración, y por lo tanto del deterioro del producto hortofrutícola, sino que ayudan a desacelerar dicho proceso dentro de ciertos límites. Los requerimientos y recomendaciones para maximizar la vida postcosecha varían de un producto a otro debido a que tienen distintas características morfológicas, composición y fisiología. Dos de las tecnologías empleadas para conservar a los productos hortofrutícolas son las atmósferas modificadas (AM) y controladas (AC). El uso tanto de AM y AC ayuda a retardar la maduración y deterioro de los productos, alivio o control de algunos desórdenes fisiológicos, control de enfermedades y control de plagas. Las AM y AC son empleadas principalmente para el almacenamiento, transporte y empaque de los productos.

Atmósferas controladas

Consiste en almacenar productos hortofrutícolas en cámaras de refrigeración herméticas, en las que se sustituye la atmósfera inicial o normal por una atmósfera pobre en oxígeno (O2) y más rica en dióxido de carbono (CO2). Son atmósferas estrictamente controladas durante todo el período que dure el producto almacenado. La composición de la atmósfera se ajusta en base a los requerimientos del producto (Cuadro 1) y su ajuste se logra mediante generadores de nitrógeno (N), absorbedores de CO2 y etileno, entre otros. De igual manera dentro de la cámara se tiene control sobre la temperatura, humedad relativa  y circulación del aire. La AC es exitosa cuando se combina con refrigeración o bajas temperaturas.

Para cambiar la atmósfera normal se emplea básicamente la mezcla de tres gases O2, CO2 y N. El N sirve para desplazar el O2, protegiendo a los alimentos de la oxidación y reduciendo el crecimiento de microorganismos; además se usa para mantener en equilibrio la atmósfera dentro de la cámara. El CO2 elevado reduce la respiración e inhibe la acción del etileno, provocando que los tejidos de los productos entren en una especie de dormancia. Por otro lado, el CO2 en elevadas concentraciones inhibe la actividad de los microorganismos. Existen distintos sistemas de AC y su implementación depende del motivo para su empleo y el tiempo de almacenamiento requerido.

AC convencional. Se deja que la fruta almacenada modifique la atmósfera al reducir los niveles de O2 e incrementar los niveles de CO2 mediante su proceso de respiración hasta que se establezca la atmósfera necesaria.

Esquema de una atmósfera controlada.

Figura 1. Esquema de una cámara de atmósfera controlada.

Fuente: Graell y Ortíz, 2003; modificado de Chapon y Westercamp, 1996.

El tiempo en el que se logran las concentraciones adecuadas puede ser muy largo, por ejemplo en manzana pueden pasar 10 días hasta alcanzarlas. Una vez que se alcanzan los niveles adecuados de los gases dentro de la cámara, se procede a su control mediante la entrada de aire exterior para regular el O2 y la remoción del aire interior para controlar el CO2.

AC rápida. Se conoce que el control rápido de la atmósfera después de sellar la cámara de almacenamiento prolonga más la vida útil de los productos y mantiene su calidad. Los niveles bajos de oxígeno en este sistema se alcanzan en menos de dos días, mediante la inyección de nitrógeno dentro de la cámara o generadores de AC. Este control rápido de la atmósfera es el más empleado para la conservación de los productos (aguacate, pera, manzana, col, tomate, espinacas, zarzamora, cebollas, entre otras). Se lleva un control preciso de la concentración de los gases, temperatura y humedad relativa a través de aparatos especializados.

AC de ultra bajo oxígeno. Se encontró mediante investigaciones que mantener niveles muy bajos de O2 permite prolongar la vida postcosecha y preservar la calidad de los productos. Es como una AC rápida, con la diferencia de que se emplean niveles de O2 menores al 1 %, sin usar niveles altos de CO2. Los niveles de O2 en este sistema son críticos, requiriendo un control y monitoreo eficientes para prevenir que los niveles de O2 se reduzcan a concentraciones peligrosas para los productos. Empleada para la conservación prolongada de manzanas, peras, bayas azules y kiwis. Prolonga la vida útil y conserva por mayor tiempo la calidad que la AC convencional.

AC de alto CO2. Reportada para la conservación de manzana, consiste en elevar los niveles de CO2 a valores de 10 a 15 % durante 2 a 4 semanas entre 0 y 5 ºC antes de iniciar la atmósfera ideal.

AC de bajo etileno. De manera general el etileno alcanza concentraciones de 500 a 1000 ppm en cámaras con AC rápidas y convencionales. Consiste en mantener niveles muy bajos para preservar por más tiempo los productos hortofrutícolas. Los niveles de etileno en este sistema no deben ser mayores a 1 ppm, mantenido mayor firmeza en relación a la AC convencional. Su uso es muy limitado.

AC de sistema de control dinámico.  Se tienen que mantener los niveles de O2 en los límites mínimos tolerados por la fruta, con la ayuda de sensores se monitorean dichos niveles y se ajustan periódicamente. En este sistema las condiciones de la AC se modifican continuamente, reaccionando a las condiciones fisiológicas de los productos.

Las cámaras de AC son de refrigeración, con algunas modificaciones que incluyen: sistema de sellado, sistema que evita el desarrollo de presión en la cámara, y un sistema que ayuda a monitorear la composición atmosférica y corregirla. Toda la cámara debe ser hermética, ya que los desequilibrios en la presión pueden ocasionar daños a la cámara de almacenamiento.

 

 Cuadro 1. Condiciones de almacenamiento en AC de algunos productos.

 Fuente: Barreiro y Sandoval, 2006.

Producto

Temperatura (ºC)

O2 (%)

CO2 (%)

Aguacate

5-13

2-5

5-10

Durazno

0-5

1-2

5

Fresa

0-5

10

15-20

Lechuga

0.5-1

2-5

<2

Melón Cantaloupe

5-10

3-5

10-15

Pimiento dulce

8-12

3-5

0-10

Jitomate semimaduro y pepino

8-12

3-5

0

Tomate verde

12-20

3-5

0

 

Atmósferas modificadas

Es una técnica física, la cual no deja residuos químicos en los alimentos y está referida a cualquier atmósfera con un contenido gaseoso diferente al del aire normal. Consiste en empacar los productos en materiales que impidan parcialmente la difusión de gases y se modifique el ambiente gaseoso para reducir la tasa de respiración, reducir el crecimiento microbiano, y retrasar el deterioro. La AM se diferencia de la AC en el grado de control de la atmósfera, pues en AC las concentraciones de gases son más precisas, tienen un sistema de control más exacto y se emplean para conservar a los productos hortofrutícolas por largos períodos. El envase en AM reduce el paso de O2 hacia el producto, lo que provoca un incremento en los niveles de CO2 dentro del envase; también evita que se almacene humedad en la superficie y absorbe gases como el etileno. La aplicación de la AM puede realizarse de manera individual o dentro de una caja o pallets. El envasado en AM implica la eliminación del aire interior del envase y sustituirla por una mezcla de gases, la cual está en función del tipo de producto. Esta atmósfera se va modificando de acuerdo a la respiración del producto, cambios bioquímicos y la lenta difusión de los gases fuera del envase.

Modificación pasiva. La modificación de la atmósfera se lleva a cabo por efecto de la respiración del producto y la permeabilidad de la película. El equilibrio se logra después de un tiempo, dependiendo de los requerimientos del producto y permeabilidad (en función de la temperatura y humedad relativa del almacenamiento), ya que se necesita que sean iguales las intensidades de transmisión de O2 y CO2 del envase, y de respiración del producto. Una vez que se alcanza el equilibrio se pueden alcanzar concentraciones alrededor del producto de 2-5 % de O2 y 3-8 % de CO2. Dichas concentraciones permiten retrasar el proceso de maduración y deterioro, tales como degradación de clorofila, ablandamiento, oscurecimiento y disminución de daños por frío.

Modificación activa. Esta referida a la incorporación de aditivos en la matriz del envase o dentro del envase para modificar la atmósfera dentro del mismo envase y con ello prolongar la vida postcosecha del producto. Se pueden emplear absorbedores de O2, absorbedores y liberadores de CO2, liberadores de etanol y absorbedores de etileno. Sus costos son más elevados que la modificación pasiva.

El material más empleado es el polietileno pero existen otros como el poliéster, polipropileno o el cloruro de polivinilo. Al seleccionar materiales para el envasado en AM es importante tener en cuenta su permeabilidad a los gases, velocidad de transmisión del vapor de agua, propiedades mecánicas, tipo de envase, transparencia, fiabilidad de la soldadura, y adopción al proceso de microondas.

Control de plagas y microorganismos con AC/AM

Control de plagas. Consiste en utilizar un sistema que emplee concentraciones bajas de O2 y muy altas en el caso de CO2 para el control de insectos como alternativa a los productos químicos. Los niveles de O2 son de 0.5 % o menores y de CO2 de un 50 % o mayores. Estos tratamientos se pueden emplear en postcosecha, sobre todo para problemas cuarentenarios. El período del tratamiento variará dependiendo de la respuesta del insecto y de su estado de desarrollo, pero generalmente para muchos insectos el período para controlarlos va de 2 a 4 días a temperatura ambiental. La ventaja en el uso de este sistema es que no deja residuos tóxicos en los productos, aunque estas  atmósferas al ser tan  extremas pueden causar proble-

Lechugas envasadas con plástico

Figura 2. Cualquier material que evite la difusión parcial de los gases tanto del interior como del exterior ayuda a generar una atmósfera modificada.

Fuente: Intagri, 2004.

mas de anaerobiosis y fermentación en los productos; por ello es recomendable sólo emplearlas en productos que toleren dichas atmósferas y por un período menor al tolerado por los productos hortofrutícolas. Algo que también se hace para el control de insectos es combinar AC con tratamientos térmicos. En este sentido, en el caso particular de la cereza el empleo de atmósferas con niveles de O2 del 1 % con una temperatura de 47 ºC durante 25 minutos asegura el 100 % de polillas; en manzanas con un tratamiento similar (1 % de O2, 15 % CO2 a 46 ºC) también se tuvo un control del 100 % de polillas, sin tener problemas en la dulzura y firmeza de la fruta.

Control de microorganismos. En general niveles elevados de CO2 inhiben el desarrollo de microorganismos como Staphylococcus aureos, Salmonella spp., Echerichia coli y Yersinia enterolitica. El control de estos microorganismos es mejorado a medida que se reduce la temperatura de almacenamiento. Bacterias como Micrococcus spp. y Bacillus spp. no crecen ante la presencia de CO2.

El uso de AC o AM dependerá del destino de la producción, ya que las AM representan una tecnología de menor costo en relación a la AC, además de que las AM son empleadas para cantidades de alimentos más reducidas. En cambio, las AC son utilizadas para el almacenamiento y conservación de grandes volúmenes de productos hortofrutícolas durante períodos más prolongados, sobre todo para productos de exportación.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2017. Atmósferas Controladas y Modificadas en Postcosecha. Serie Postcosecha y Comercialización. Núm. 13. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 5 p.

Fuentes consultadas

  • De la Vega, J. C.; Cañarejo, M. A., Pinto, N. S. 2017. Avances en Tecnología de Atmósferas Controladas y sus Aplicaciones en la Industria. Una Revisión.  Información Tecnológica. 28 (3): 75-86 p.
  • Chávez, M. C.; Vega, G. M. O.; Guevara, A. A.; Hernández, S. R. 2015.  Manual sobre el Almacenamiento de Cebolla en Atmósferas Controladas. CIAD. Chihuahua, México. 61 p.
  • Ospina, M. S. M.; Cartagena, V. J. R. 2008. La Atmósfera Modificada: Una Alternativa para la Conservación de los Alimentos. Lasallista Investigación. 5(2): 112-123 p.
  • Barreiro, J. y Sandoval, A. 2006. Operaciones de Conservación de Alimentos por Bajas Temperaturas. Equinoccio. Caracas, Venezuela. 343 p.
  • Yahía, E. 1995. La Tecnología de las Atmósferas Modificadas y Controladas 1 Parte. Horticultura Internacional. 7: 37-39 p.
2do Congreso Internacional de Fitosanidad en Hortalizas

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Anónimo comentó:
Publicado: 2017-11-13 09:46:10