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TRABAJO FIN DE MÁSTER MÁSTER EN INICIACIÓN A LA INVESTIGACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS “APLICACIÓN DE TECNOLOGÍAS POST-COSECHA PARA MANTENER LA CALIDAD DE LA CEBOLLA D.O.P. FUENTES DE EBRO” Autor: Víctor Barriendo Olivito Directores: Domingo Blanco Parmo Mª Eugenia Venturini Crespo Facultad de Veterinaria 2013 A mi madre y a mi hermana ÍNDICE 3 ÍNDICE PÁG. RESUMEN……………………………………………………………………………………………………….…………………5 ABSTRACT……………………………………………………………………………………………………………….………..6 1.- INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………….………………..7 1.1.- Características de la cebolla……………………………………………………………………..…….7 1.2.- Cebolla de Fuentes bajo la denominación de origen protegida……………….……..7 1.2.1.- Cebolla de Fuentes de Ebro: Características morfológicas y organolépticas…8 1.2.2.- Cultivo de la cebolla de Fuentes de Ebro………………………………………..……………9 1.2.3.- Producción………………………………………………………………………………………………..11 1.2.4.- Conservación de la cebolla …………………………………………………………………..…..11 2.- OBJETIVOS Y DESARROLLO EXPERIMENTAL………………………………………………………………..17 2.1.- Objetivos………………………………………………………………………………………………………17 2.2.-Diseño experimental……………………………………………………………………………………..18 3.- MATERIAL Y MÉTODOS……………………………………………………………………………………………….20 3.1.- Material vegetal……………………………………………………………………………………………20 3.2.- Descripción de los lotes establecidos…………………………………………………………...20 3.3.-Parámetros analizados……………………………………………………………………………….…21 3.3.1.-Análisis físico-químico…………………………………………………………………….21 3.3.1.1.-Color………………………………………………………………………………...22 3.3.1.2.-Calibre ……………………………………………………………………………..22 3.3.1.3.-Firmeza y crocantez…………………………………………………………..23 3.3.1.4.-Sólidos solubles totales…………………………………………………..…24 3.3.1.5.-Acidez titulable y pH………………………………………………………….25 3.3.2.-Análisis microbiológico……………………………………………………………………25 3.3.3.-Alteraciones y apariencia general …………………………………………………..26 3.3.4.- Análisis sensorial…………………………………………………………………………...26 4. RESULTADOS……………………………………………………………………………………………………………….27 4.1.-Caracterización inicial de las cebollas…………………………………………………………...27 4.2.-Color……………………………………………………………………………………………………………..27 4.3.-Firmeza………………………………………………………………………………………………………….28 4.3.1.- Firmeza medida con el penetrómetro manual……………………………….28 ÍNDICE 4 4.3.2.- Firmeza determinada con el texturómetro…………………………………….29 4.3.3.- Ensayo de corte………………………………………………………………………………31 4.4.-Sólidos solubles totales…………………………………………………………………………………33 4.5.-Acidez titulable y pH……………………………………………………………………………………..34 4.6.- Recuentos microbiológicos…………………………………………………………………………..35 4.6.1.- Microorganismos aerobios mesófilos totales………………………………..36 4.6.2.-Psicrótorofos totales………………………………………………………………………36 4.6.3.-Gº Pseudomonas…………………………………………………………………………….37 4.6.4.-Familia Enterobacteriaceae …………………………………………………………….38 4.6.5.-Mohos…………………………………………………………………………………………….38 4.6.6.-Levaduras……………………………………………………………………………………….39 4.6.7. Comparación de la evolución de los microorganismos en función de los 2 lugares de conservación: Central o Laboratorio……………………………..40 4.6.8. Eficacia descontaminante de los tratamientos con radiación ultravioleta e ionización catalítica radiante…………………………………………….41 4.7.- Evaluación sensorial…………………………………………………………………………………….42 4.8.- Alteraciones fisiológicas, podredumbres y apariencia general…………………..44 5.-CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………………..47 6.-BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………………………………..48 RESUMEN 5 RESUMEN La cebolla Fuentes de Ebro es la primera cebolla en estar incluida bajo una Denominación de Origen. Sus características organolépticas (escaso picor, suculencia, terneza y ausencia de retrogusto) la hacen única para su consumo en crudo, pero tiene una baja aptitud para la conservación debido principalmente a la aparición de podredumbres y a la pérdida de firmeza. Para prolongar su vida útil, manteniendo sus criterios de calidad, se han evaluado diferentes tratamientos como la refrigeración rápida, la radiación ultravioleta-C y la ionización catalítica radiante en continuo como métodos descontaminantes, y el 1-metilciclopropeno (1000 ppb) como inhibidor de la maduración. El estudio se llevó a cabo tanto en la Central Hortofrutícola como en las cámaras de refrigeración del Grupo de Investigación “Alimentos de Origen Vegetal”. Los parámetros físico-químicos (color, firmeza, sólidos solubles, pH y acidez), microbiológicos (aerobios mesófilos y psicrótrofos, Gº Pseudomonas, Fª Enterobacteriaceae, mohos y levaduras), aparición de brotes y raicillas, porcentaje de podredumbres y análisis sensorial se determinaron a los 0, 15, 30, 60, 90 y 120 días. La población microbiana asociada a las cebollas no es muy elevada (~ 5 unidades logarítmicas /u.log) y está dominada por las enterobacterias, seguidas por los mohos y las pseudomonas, y por último las levaduras, siendo todos ellos microrganismos con potencial alterante. Sin embargo, son las alteraciones fisiológicas (aparición de raicillas y brotes) las que determinan el fin de la vida útil de este producto. Así, la vida útil de las cebollas DOP Fuentes de Ebro alcanzó 90 días ya que durante este tiempo se mantienen los criterios de calidad y por tanto de comercialización observándose una mejor calidad y ausencia de podredumbres en los bulbos refrigerados rápidamente y conservados en las cámaras del grupo de investigación “Alimentos de Origen Vegetal” frente a las cebollas almacenadas en la Central. Se recomienda por tanto para la mantener la calidad de las cebollas, una rápida disminución de la temperatura y un menor hacinamiento en las cámaras de conservación. Los lotes conservados bajo radiación ultravioleta e ionización catalítica radiante obtienen recuentos microbianos inferiores al resto (entre 0,5-1 u.log) pero sin diferencias significativas. Además, en las cebollas tratadas con UV-C se detecta ausencia de bulbos con signos de brotación lo que contribuye a aumentar la calidad del producto. No se recomienda el empleo del 1-MCP ya que en los lotes tratados aparecen raicillas y brotes prematuramente. ABSTRACT 6 ABSTRACT “Fuentes de Ebro” onion is the first one included under a Protected Designation of Origin (POD). Its organoleptic characteristics (little itching, succulence, tenderness and no aftertaste) make it unique for raw consumption, but has a low aptitude for conservation due primarily to the loss of firmness and decay. To prolong its shelf-life, keeping its quality criteria, different treatments have been evaluated: rapid cooling, ultraviolet radiation and radiant catalytic ionization applied in continuous as decontamination methods, and 1-methylcyclopropene (1000 ppb/24 h/2 ºC) as ripening inhibitor. The study was carried out in either, a Horticultural Center and in the cold chambers of the Research Group "Food of Plant Origin." Physicochemical (color, firmness, soluble solids, pH and acidity) and microbiological (aerobic mesophilic and psychrotrophic, G º Pseudomonas, F ª Enterobacteriaceae, molds and yeasts) parameters, emergence of shoots and roots, percentage of rots and organoleptic characteristics were determined at 0, 15, 30, 60, 90 and 120 days. Microbial populations associated with onions were not very high (~ 5 log units / u.log) and were dominated by enterobacteria, followed by molds and pseudomonas, and the yeast with the lowest counts, all of them potential spoilage microorganisms. However, the physiological disorders (appearance of roots and shoots) were the reasons that determine the end of the shelf-life of this product. Thus, the shelf-life of onions POD “Fuentes de Ebro” reached 90 days, maintaining their quality characteristics and being marketable. The bulbs rapidly cooled and stored in the chambers of the research group "Food of Plant Origin" showed a better quality that the onions stored in the Central and no rots were detected. It is therefore recommended, to keep the quality of onions, a rapid decrease of temperature and to reduce the overcrowding in the cooling chambers. The bulbs preserved under ultraviolet and radiant catalytic ionization showed lower microbial counts (between 0.5-1 u.log) than the rest ones, but with no significant differences. Also, in UV-treated onions shoots and roots were not detected, which contributes to increase the product quality. We do not recommend the use of 1-MCP as the physiological disorders appear prematurely. INTRODUCCIÓN 7 Catáfilas protectoras 1.-INTRODUCCIÓN 1.1.- CARACTERÍSTICAS DE LA CEBOLLA La cebolla (Allium cepa L.) es una hortaliza perteneciente a la familia de las Amaryllidaceae, cuyo órgano comestible es el bulbo. Su origen es de Asia central. Es una planta bianual, que en condiciones normales se cultiva como anual para recolectar sus bulbos, y como bianual, cuando se persigue obtener semillas. El sistema radicular está constituido por un gran número de raíces fasciculadas blancas. El tallo está representado por una masa caulinar aplastada llamada disco con entrenudos muy cortos situado en la base del bulbo, emitiendo un escapo floral hueco de sección cilíndrica que da origen a la inflorescencia. Las hojas insertadas sobre el disco están constituidas de dos partes fundamentales, una inferior o vaina envolvente, y una superior o filodio, hueca, redondeada y con bordes unidos. Las vainas pertenecientes a las hojas exteriores adquieren una consistencia membranosa y actúan como túnicas protectoras, mientras que las vainas de las hojas interiores engruesan, al acumular sustancias de reserva, formando la parte comestible del bulbo. (Maroto, 1995). Figura 1: Planta completa de la cebolla. 1.2.- CEBOLLA DE FUENTES BAJO LA DENOMINACIÓN DE ORIGEN PROTEGIDA La cebolla D.O.P. Fuentes de Ebro, es la primera cebolla de España que cuenta con Denominación de Origen (DO) Protegida. El Boletín oficial de Aragón hizo público el 26 octubre de 2010, la integración de las cebollas de Fuentes de Ebro en el Registro de Protegidas, ensalzando su “satisfacción gustativa” y escaso picor. Raices Disco basal Inflorescencia Tallo INTRODUCCIÓN 8 Figura: 2: Logotipo de la Cebolla Fuentes de Ebro Su integración en el Registro de Denominaciones de Origen Protegidas limita la zona de cultivo, la cual se sitúa en la confluencia del valle del Ginel con el valle del Ebro, englobando las localidades de Fuentes de Ebro, Mediana de Aragón, Osera de Ebro, Pina de Ebro, Quinto de Ebro y Villafranca de Ebro, tal y como se refleja en la siguiente figura. Figura 3: Vista aérea de las localidades que conforman la D.O. Cebolla Fuentes de Ebro (Google Earth, 2013). 1.2.1.- Cebolla de Fuentes de Ebro: Características morfológicas y organolépticas Se entiende por “Cebolla Fuentes de Ebro” los bulbos de la especie Allium cepa L., procedentes de las variedades “Cebolla Dulce de Fuentes” y “Cebolla Blanca Gruesa de Fuentes”, de la población autóctona tradicionalmente originaria de Fuentes de Ebro inscrita en el Catálogo Común de Variedades de Especies de Plantas Hortícolas. Las principales características morfológicas que presenta la cebolla de Fuentes de Ebro son: cuello grueso, forma globosa redondeada por la raíz y ligeramente alargada hacia el tallo, coloración externa blanco-paja INTRODUCCIÓN 9 Figura 4: Cebolla de Fuentes recién recolectada del campo Las túnicas interiores son blancas, según la carta de color de The Royal Horticultural Society of London and Flower Council of Holland (RHS), carnosas y crocantes. Con un calibre y peso medio de 77 y 190 g respectivamente. Se trata de un producto agroalimentario de Aragón que es valorado muy positivamente por el consumidor debido fundamentalmente a su sabor suave, su terneza y jugosidad, y por su escaso picor (niveles menores a 5,5 μg de ácido pirúvico). Estos niveles bajos de picor se consiguen por estar cultivadas en unos suelos con unas características edafológicas determinadas y en un clima árido, donde hay estrés hídrico. Además, no deja un gusto desagradable en la boca, hecho que marca la diferencia con el resto de las variedades de cebolla. 1.2.2.- Cultivo de la cebolla de Fuentes de Ebro 1. -Preparación del terreno Hay que realizar un laboreo, rompiendo la costra superficial del terreno y eliminar las malas hierbas, usando un herbicida en presiembra (pendimetalina). Se debe realizar un abonado de fondo en función de las necesidades de: 56 Unidades Fertilizantes (a partir de ahora denominadas: U.F.)/ha de N, 105 U.F./ha de P2 O5 y 105 U.F./ha de K2O. Unos días antes de la siembra hay que pasar un rotovator, para dejar la tierra preparada para la siembra. INTRODUCCIÓN 16 3) Reduce significativamente la concentración de microorganismos en las cámaras de conservación y maduración. 3.- 1-metilciclopropeno (1-MCP) es un inhibidor competitivo del etileno. Una vez que la molécula de 1-MCP se une al sitio activo del receptor de etileno, actúa como agente bloqueante impidiendo el acceso del etileno a dicho sitio. El centro activo del MCP ocupa los receptores del etileno permanentemente, de forma que el etileno no se puede unir ni producir su acción. En consecuencia, en los frutos climatéricos, los procesos de maduración característicos (ablandamiento, amarilleamiento, aumento de la tasa respiratoria, pérdida de acidez titulable, síntesis de volátiles) se ven retrasados o se inhiben con la aplicación de 1MCP. La afinidad del 1-MCP por el receptor es 10 veces mayor que la que posee el propio etileno. El principal beneficio de este tratamiento en las cebollas podría ser la disminución de la pérdida de firmeza que sucede durante su conservación (Guillén et al., 2006), al disminuir su metabolismo. Sin embargo son múltiples los factores que influyen en el efecto del 1-MCP como la temperatura, duración del tratamiento, dosis, estado de maduración del fruto. Figura13: Mecanismo de acción de la molécula de 1-MCP OBJETIVOS Y DESARROLLO EXPERIEMENTAL 2.- OBJETIVOS Y DESARROLLO EXPERIMENTAL 2.1.- OBJETIVOS En el presente proyecto se planteó como objetivo principal: -Alargar la vida útil de las cebollas Fuentes de Ebro manteniendo los criterios de calidad establecidos en la Denominación de Origen Protegida y reducir su porcentaje de pérdidas, que puede alcanzar un 80%. Este porcentaje de pérdidas está determinado principalmente por: I.- Podredumbre negra: originada por el moho Aspergillus niger que genera un micelio fértil negro. Este factor es uno de los más frecuentes en el deterioro de esta cebolla. Fotografía 1: Cebollas D.O. Fuentes de Ebro con signos de crecimiento fúngico (zonas de color negro) bajo la primera túnica II.- Desarrollo fisiológico o de órganos florales y/o radiculares III.- Pérdida de firmeza durante la conservación desencadenado por enzimas endógenas Con el proceso productivo actual, las cebollas con DOP tienen una vida útil de aproximadamente 2 o 3 meses. Con el fin de minimizar los factores de deterioro anteriormente descritos y prolongar la vida útil del producto, manteniendo su calidad, se plantean las siguientes actuaciones: 1. Optimizar la temperatura tanto en la fase de enfriamiento, como en la de conservación. 2. Aplicar tecnologías de descontaminación de bajo impacto (ultravioletas e ionización catalítica radiante) para reducir la incidencia de podredumbres. 3. Controlar la maduración del producto mediante la aplicación de un inhibidor de la maduración: 1-Metilciclopropeno (1-MCP). OBJETIVOS Y DESARROLLO EXPERIMENTAL 18 2.2.-DISEÑO EXPERIMENTAL - Optimización de las condiciones o pautas de enfriamiento y de conservación La primera actuación fue la optimización del enfriamiento de la cebolla D.O. Fuentes de Ebro tras su recolección. Para ello se comparó la eficacia de aplicar un pre-enfriamiento rápido (aplicando una corriente de aire frio en una cámara frigorífica sobre el producto, provocando una drástica disminución de la temperatura), frente al método de enfriado tradicional seguido por las empresas del sector en la que la disminución de la temperatura se realiza de forma progresiva y lenta. Ambos sistemas de enfriamiento (rápido y tradicional), se compararon con otro tipo de enfriamiento rápido (por aire forzado), que se llevó a cabo en el interior de unos cajones de Groot de Slot Fotografía 2: Sistema de enfriamiento rápido por aire forzado de Grot en Slot - Eficacia de 2 tratamientos físicos de descontaminación (UV y fotocatálisis) Se determinó la eficacia de dos tratamientos físicos de descontaminación, usados de forma continua durante la conservación del producto, para reducir la incidencia de podredumbres negras. - Eficacia del 1metilciclopropeno (1-MCP) Se evaluó la eficacia del 1-metilciclopropeno (1-MCP), para retrasar la senescencia del producto. Se utilizó una dosis de 1000 ppb durante 24 h a 2 ºC, tiempo tras el cual, la cámara fue abierta para su ventilación. Posteriormente, la mitad de las cebollas tratadas fueron OBJETIVOS Y DESARROLLO EXPERIMENTAL 19 introducidas en la cámara equipada con el equipo de RCI, para determinar el efecto combinado del inhibidor de la maduración y de este tratamiento descontaminante. De forma paralela, en la central de Fuentes de Ebro se aplicó el tratamiento de 1-MCP con la misma dosis y la misma duración a la misma temperatura que se realizó en el laboratorio. MATERIALES Y MÉTODOS Laboratorio del Grupo de Investigación “Alimentos de Origen Vegetal” de la Universidad de Zaragoza 3.- MATERIAL Y MÉTODOS 3.1.- MATERIAL VEGETAL Las cebollas DOP “Fuentes de Ebro”, todas procedentes de la misma parcela, se recolectaron el 28 de Agosto de 2012 en la localidad de Fuentes de Ebro (Zaragoza). Inicialmente, y de forma aleatoria, se dividieron en 9 lotes (ver figura XX) y a su vez, de cada lote se obtuvieron 6 sub-lotes, que se corresponden con los seis periodos de análisis (0, 15, 30, 60, 90 y 120 días), cada uno de ellos constituido por 30 cebollas contenidas en cajas de plástico perforado. 3.2.- DESCRIPCIÓN DE LOS LOTES ESTABLECIDOS Los lotes fueron los siguientes: 1.-Control 2.-Aire Forzado 3.-Tratamiento con MCP 4.-Control 5.-Radiación UV 6.-Tratamiento con MCP 7.-Tratamiento de Fotocatálisis 8.-Tratamiento combinado (MCP+Fotocatálisis) Figura 14: Denominación de los lotes y lugar de conservación (laboratorio o central hortofrutícola) Los tres primeros lotes (nº 1, 2 y 3), se mantuvieron en cajones de 1 m3 dentro de la cámara frigorífica de la Central Hortofrutícola “La Corona” de Fuentes de Ebro a 2ºC y a una humedad relativa del 75-80% y los seis restantes, almacenados en cajas de plástico a 2ºC y a una HR del 75-80%, dentro de las cámaras del Laboratorio del Grupo de Investigación en Alimentos de Origen Vegetal sito en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Zaragoza. Utilizando esos datos y tras consultar trabajos realizados por Sumner en 1995 y Central Hortofrutícola “La Corona” de Fuentes de Ebro MATERIALES Y MÉTODOS 21 Tanaka et al. en 1985, en el que de 3 a 6 horas con HR < 76% y temperaturas por debajo de los 17ºC, inhiben el crecimiento del moho, a continuación se describen las condiciones de conservación y los tratamientos aplicados a los diferentes lotes: Lote nº1-Control Fuentes proceso de enfriamiento usado normalmente en la central. Lote nº 2-Aire Forzado constituido por bulbos colocados en cajones de madera de Groot en Slot (empresa holandesa) que disponen de un sistema de autoventilación forzada de forma paralela al suelo. Lote nº 3-MCP cebollas enfriadas rápidamente después de 24 horas en cámara aplicando la hormona gaseosa inhibidora de la maduración. Lote nº 4Control Laboratorio enfriamiento rápido después de 24 horas en cámara de laboratorio. Lote nº 5-Radiación Ultravioleta cebollas enfriadas rápidamente sometidas a luz ultravioleta (254 nm) durante su conservación. Lote nº6-Fotocatálisis o ionización catalítica radiante cebollas enfriadas rápidamente y conservadas bajo RCI. Lote nº 7 -MCP + fotocatálisis combinación de ambos tratamientos. 3.3.-PARÁMETROS ANALIZADOS Todos los lotes fueron conservados durante 4 meses. Los análisis para determinar la calidad se realizaron antes de la entrada en cámara (día 0) y tras 15 días, 1, 2, 3 y 4 meses de conservación a 2 ºC y una HR del 75-80%. A continuación se detallan los parámetros de calidad analizados y la metodología empleada. Los análisis físico-químicos se realizaron sobre 10 muestras de cada lote mientras que para el análisis microbiológico se utilizaron 3 muestras. 3.3.1.-ANÁLISIS FISICO-QUÍMICO Los parámetros de calidad analizados en las cebollas y la metodología empleada son los siguientes: MATERIALES Y MÉTODOS 22 3.3.1.1.-Color: La medida instrumental del color se realizó con un espectrorradiómetro IS CAS 140 (Instrument Systems; München, Alemania), con una sonda telescópica TOP 100 de medida a distancia y analizada mediante el software ISCOLOR (Instrument Systems Optische Messtechnik GmbH; München, Alemania. Versión 2.53, 1996). La iluminación fue suministrada por una lámpara (12V-100W) de tipo 6834 de Royal Philips Electronics (Amsterdam, Holanda). Fotografía 3: Medida del color mediante espectrorradiómetro IS CAS 140. La determinación se realizó durante 3 segundos, mientras la cebolla rotaba sobre sí misma 360º. Las medidas de reflexión se realizaron cada 1 nm en el espectro visible y en el infrarrojo, con un intervalo de medida de 360 nm a 900 nm. A partir de estas medidas se obtienen las coordenadas CIELAB, L*,a*,b*, que forman parte de los parámetros CIE (Comisión Internationale del Éclairage). En este espacio de color, L* indica luminosidad y a* y b* son las coordenadas de cromaticidad, que indican direcciones de colores: Figura 15: Espacio Espacio CIE L*a*b* +a*es la dirección del rojo, -a* es la dirección del verde, +b* es la dirección del amarillo y -b* es la dirección del azul (figura 15). Para estudiar la evaluación del color se han seleccionado los parámetros de espacio L y b. El parámetro L nos informa de la posible pérdida del color blanco y b nos permite detectar las tonalidades amarillas. 3.3.1.2.-Calibre: Se determinó con un calibre digital (JP Selecta S.A. Barcelona. España) el diámetro mayor de cada bulbo. MATERIALES Y MÉTODOS 23 3.3.1.3.-Firmeza y crocantez: La firmeza se determinó mediante penetrometría manual e instrumentalmente. Para la primera se utilizó un penetrómetro manual con puntal de 8 mm. La determinación se realizó en la zona ecuatorial del fruto. La firmeza instrumental, se evaluó mediante un ensayo destructivo de penetración o Magness-Taylor, el cual se define como la fuerza necesaria para introducir en la zona ecuatorial del fruto un vástago cilíndrico de 7 mm de diámetro hasta una profundidad de 4 mm a una velocidad de 0,83 mm/s. Las medidas instrumentales de textura se llevaron a cabo en un texturómetro TA-XT PLUS (Stable Micro Systems, Goaldming, Inglaterra) dotado con una célula de carga de 30 Kg, º Fotografía 4: Texturómetro TA-XT PLUS Las mediciones se realizaron en dos zonas opuestas de la zona ecuatorial del bulbo, obteniendo así dos valores para cada una de las cebollas estudiadas. Con este mismo instrumento, se determinó la crocantez (un parámetro de textura de la cebolla) mediante el uso de la sonda de corte. Utilizando el software asociado al texturómetro, la sonda de penetración y la matriz adecuada, se ha obtenido la figura 16, donde se muestra cual es el esfuerzo máximo de corte realizado por el aparato para cortar la primera capa de la cebolla, que se corresponde con el valor máximo sobre el eje Y, expresado por unidad de superficie (Kg/cm2). Además de mostrar la distancia que ha tenido que realizar la sonda. MATERIALES Y MÉTODOS 24 Figura 16: Representación gráfica de la fuerza aplica y el cálculo de la distancia recorrida por la sonda. 3.3.1.4.-Sólidos solubles totales Para la determinación del contenido en sólidos solubles se siguió la técnica descrita en los Métodos Oficiales de Análisis de Zumos de Frutas (AOAC 1984). La medida se realizó por triplicado sobre los zumos obtenidos a partir de 5 cebollas, analizándose en un refractómetro digital ATAGO DBX 55A, con corrector automático de temperatura (fotografía 5), por lo que los resultados se expresaron en ºBrix a 20 ºC. El contenido en sólidos solubles está relacionado con la aptitud para la conservación y el dulzor de las cebollas. A mayor contenido en sólidos solubles, mayor porcentaje en materia seca y por tanto mejor aptitud para la conservación. Por otro lado, los valores de sólidos solubles son considerados una buena aproximación al contenido de azúcares, aunque hay que considerar que el sistema refractométrico suma a su lectura otros componentes celulares hidrosolubles como por ejemplo, aminoácidos, proteínas, vitaminas, ácidos orgánicos, etc. Además, los compuestos organosulfurados dominan la percepción organoléptica de la cebolla cuando ésta es fuerte, de modo que el sabor dulce proporcionado por los azúcares sólo se percibe cuando la cebolla tiene los valores de pungencia bajos. Fotografía 5: Refractómetro ATAGO DBX 55ª Fuerza máxima a la penetración MATERIALES Y MÉTODOS 25 3.3.1.5.-Acidez titulable y pH El contenido total en ácidos orgánicos se determinó por valoración con una solución de hidróxido sódico por el método potenciométrico (AOAC 1990). El análisis se realizó por triplicado para cada una de las frutas por el siguiente procedimiento: 10 mL de zumo obtenido para la determinación de los sólidos solubles se diluyó hasta aproximadamente 100 mL con agua destilada, y se valoraron con hidróxido sódico 0,1 N hasta alcanzar pH=8,1. Se utilizó el titulador automático Crison Compact Titrator el que también nos proporcionó los valores de pH (fotografía 6) para la determinación de la acidez. La acidez total se expresó en gramos de ácido glutámico por 100 mL de zumo, por ser éste el ácido mayoritario de las cebollas (Rodriguez et al., 2008) . Fotografía 6: Titulador automático Crison Compact Titrator para la determinación de la acidez. 3.3.2.-ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO: Las poblaciones microbianas se evaluaron en las dos capas o túnicas más externas que soportan gran parte de la contaminación microbiana de la cebolla, ya que son las que contactan con la tierra, con el medio ambiente o con las cajas que las contienen. Es previsible que las capas interiores estén exentas de microorganismos. Se tomaron 25 gramos de las túnicas o catáfilas externas de la cebolla que se introdujeron en una bolsa de Stomacher junto con el diluyente estéril [agua de peptona al 0,1%(Merck,Darmstadt, Alemania)] en una cantidad tal que permitiera la dilución 1/10 de la muestra. Las siguientes diluciones decimales se realizaron también en agua de peptona tamponada. Las condiciones de homogeneización de la muestra fueron de 230 rpm / 2 min en un Stomacher Lab-blender 400. La tabla 1 muestra la normativa ISO, método de siembra utilizado, medio de cultivo y condiciones de incubación, para cada uno de los microorganismos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 32 El comportamiento del parámetro de corte, es muy similar al de la firmeza, ya que aumenta conforme pasa el tiempo debido al ablandamiento de las capas. En el último punto de evaluación (120 días), el estado de las túnicas era tan desfavorable, que la fuerza que hubo que realiza disminuyó considerablemente, en torno a 2,5 Kg. La gráfica 9 representa la distancia que ha recorre la sonda desde su posición inicial hasta el punto correspondiente con la fuerza máxima, para los diferentes tratamientos. Gráfica 9 : Distancia recorrida por la sonda de corte en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. La gráfica 9 informa que conforme transcurre el tiempo de conservación, la distancia que tiene que recorrer la sonda aumenta; no debido a un aumento de crocantez, sino debido a que las túnicas se han degradado. Gráfica 10: Distancia recorrida por la sonda de corte comparando la media de los lotes conservados en la Central de Fuentes frente al Laboratorio en cebollas DO Fuentes durante su conservación a 2ºC. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 33 En la gráfica 10 se observa que la distancia recorrida por la sonda es mayor en las cebollas del lote de la Central Hortofrutícola de Fuentes, ya que estas, están más degradadas. 4.4.-SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES. El contenido en sólidos solubles está relacionado con la aptitud para la conservación, ya que a mayor contenido en sólidos solubles, mayor porcentaje en materia seca y por tanto los bulbos se conservan mejor. Como hemos señalado antes este contenido se determina mediante un refractómetro y los resultados se expresan en º Brix. En la gráfica 11 se detallan los resultados para este parámetro. Gráfica 11: Solidos solubles totales de los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. Los resultados muestran que este parámetro tiene una escasa variabilidad ya que los datos oscilan entre 5,9 y 6,6 º Brix hasta los 90 días, con una desviación estándar de 0,4 º Brix. En el último punto de análisis (120 días) la variabilidad aumenta y las cebollas conservadas en central muestran un descenso de 1,5º Brix. Esto puede ser debido a que en este punto las cebollas, sobre todo las de Fuentes de Ebro, han perdido la calidad, debido a podredumbres, perdidas de firmeza y las brotaciones anticipadas de brotes y raíces. Los valores obtenidos indican que se trata de una cebolla típica para el mercado en fresco, de escasa aptitud para la conservación, poco recomendada para el deshidratado, ya que para ello, se requiere un contenido en sólidos solubles de entre 15 y 25 º Brix. Si comparamos nuestros datos con los obtenidos por otros autores, en cebollas para el mercado en fresco, podemos observar que son bastante similares. Zambrano et al. (1994) y Rodriguez et al. (1998), estudiaron diversos cultivares y obtuvieron valores de sólidos solubles entre 5,4 y 5,8 º RESULTADOS Y DISCUSIÓN 34 Brix. Asimismo, Lai et al. (1994) evaluaron los sólidos solubles de varios cultivares de cebolla a diferentes épocas de cosecha, encontrando valores comprendidos entre 5,6 y 10,2 º Brix; siendo los valores más altos los que mejor conservación post-cosecha presentan. La firmeza y los sólidos solubles son los dos parámetros más importantes a la hora de caracterizar una cebolla y poder predecir su potencial de conservación. En nuestro caso los datos concuerdan con los característicos de la cebolla D.O. Fuentes pero también nos informan de su baja aptitud para una conservación a largo plazo. 4.5.-ACIDEZ TITULABLE Y PH En la gráfica 12 se representa la acidez de las cebollas de los diferentes lotes, a lo largo del tiempo de conservación Gráfica 12: Acidez total valorable de los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. En la gráfica 13 se muestra el pH de las cebollas de los diferentes lotes, a lo largo de la conservación RESULTADOS Y DISCUSIÓN 35 Gráfica 13: pH de los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. El pH inicial fue de 5,4 y únicamente se produce un aumento en el último mes de conservación, donde todos los lotes obtienen valores superiores a 5,7 alcanzando en algunos casos valores en torno a 6, lo que supone un incremento de media unidad respecto al valor inicial. Esta subida de pH debería relacionarse con una bajada de la acidez, como ocurre en la mayoría de los productos hortofrutícolas. Sin embargo, en las cebollas se detecta que los valores de acidez aumentan (gráfica 12), multiplicándose por dos respecto al valor inicial (0,21%), en la mayoría de los lotes en los primeros 15 días. Estos resultados coinciden con Currah y Proctor (1990), quienes encontraron que a mayor tiempo de almacenamiento aumenta el porcentaje de acidez debido a la síntesis en los bulbos de ácidos orgánicos, entre los cuales se encuentran el ácido glutámico, pirúvico, málico y cítrico; siendo el primero el que se encuentra en mayor proporción, seguido del cítrico y después del málico. (Rodriguez et al., 2008). 4.6.- RECUENTOS MICROBIOLÓGICOS En este capítulo se recogen los recuentos microbiológicos realizados en las cebollas D.O. Fuentes durante su conservación. Los grupos microbianos analizados fueron: microorganismos aerobios mesófilos totales, psicrótrofos, enterobacterias, pseudomonas, mohos y levaduras. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 36 4.6.1.- Microorganismos aerobios mesófilos totales En la gráfica 14, se muestra la evolución de los microorganismos aerobios mesófilos totales de los distintos lotes. Los recuentos de microrganismos aerobios mesófilos totales se mantienen, en los primeros 15 días de conservación, por debajo de las 6 unidades logarítmicas/g. No se observa un aumento notable de estos recuentos durante la conservación y no se se detectan diferencias significativas entre los distintos lotes . Estos recuentos totales, en el que están incluidos casi todos los grupos microbianos, son elevados dado que es un producto, que se desarrolla en contacto con el suelo y que no está sometido a ningún tipo de estrategia para disminuir las poblaciones microbianas. Gráfica 14: Evolución de los microorganismos aerobios mesófilos totales en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. 4.6.2.-Psicrótrofos totales En la gráfica 15, se muestra la evolución de los microorganismos aerobios mesófilos totales en función de los distintos lotes Gráfica 15: Evolución de los microorganismos psicrótrofos totales en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 37 Los microrganismos psicrótrofos totales engloban a todos aquellos microrganismos capaces de multiplicarse en refrigeración y por tanto es importante su evolución durante la conservación de este producto. En este caso los recuentos son menores a los aerobios mesófilos totales (AMT), teniendo un valor inicial de 4,1 unidades logarítmicas/g. Se observa un aumento en torno a una unidad logarítmica en la mayoría de los lotes conforme avanza el tiempo de conservación. En estudios realizados por Blanchard et al. (1996) se detectaron niveles de microorganismos psicrótrofos totales de 4 unidades logarítmicas/g en cebollas mínimamente procesadas, valores muy similares a los obtenidos en esta investigación. 4.6.3.-Gº Pseudomonas En la gráfica 16 se representa la evolución de las pseudomonas a lo largo del tiempo en los diferentes lotes de cebollas Gráfica 16: Evolución del Gº Pseudomonas en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. Los recuentos iniciales de pseudomonas fueron de 3 ufc/g y aumentan en 1-2 u.log durante los primeros 30 días de conservación, manteniéndose constantes en el intervalo de tiempo (30-60 días) para posteriormente, disminuir ligeramente. No se detectaron diferencias significativas entre distintos lotes. Las pseudomonas son uno de los microrganismos predominantes en las cebollas que son capaces de multiplicarse en condiciones de refrigeración y pueden alterar el producto, cuando sus recuentos superan las 8 unidades logarítmicas/g. En este caso, en todos los lotes y RESULTADOS Y DISCUSIÓN 38 a lo largo de todos los puntos de control, no se han alcanzado estos valores. Los valores iniciales fueron de 3 ufc/g (punto de menor recuento) y 5 ufc/g en el punto de mayor recuento (30-60 días). 4.6.4.-Familia Enterobacteriaceae En la gráfica 17 se representa la evolución de las enterobacterias a lo largo del tiempo en los diferentes lotes Gráfica 17: Evolución de la Fª Enterobacteriaceae en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. Los valores iniciales de enterobacterias fueron de 2,8 log ufc/g. Conforme avanza el tiempo de conservación se observa un aumento de este grupo microbiano alcanzando en algunos lotes recuentos de hasta 5 u.log y manteniéndose en torno a los valores iniciales en otros. 4.6.5.-Mohos En la gráfica 18 se representa la evolución de los mohos a lo largo del tiempo en los diferentes lotes. Los mohos, los cuales se asocian normalmente con el deterioro biótico de este producto, obtienen unos recuentos iniciales de 3,2 unidades logarítmicas/g iniciales, que se mantienen constantes o aumentan ligeramente, hasta las 4 unidades logarítmicas/g, al final de la conservación. Las primeras túnicas y la base de la cebolla, suelen mostrar alteración fúngica conforme avanza la conservación del producto, como se puede observar en la gráfica 18 , lo que limita su vida útil. Destacar que la contaminación fúngica del tratamiento de UV y el de RESULTADOS Y DISCUSIÓN 39 fotocatálisis es inferior aunque sin diferencias significativas con los otros lotes. Gráfica 18: Evolución de los mohos en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. 4.6.6.-Levaduras En la gráfica 19 se representa la evolución de las levaduras a lo largo del tiempo en los diferentes lotes. Gráfica 19: Evolución de los mohos en los distintos lotes de cebolla DOP Fuentes durante su conservación a 2ºC. Para las levaduras sin embargo, no se ha podido establecer una tendencia clara en su evolución ya que presentan aumentan o disminuyen dependiendo del día de análisis. En otros trabajos realizados por Blanchard et al. (1996) se observó que no se obtenían apenas levaduras en la primera y segunda túnica o que su evolución era errática y estaba supeditada a la escasa presencia de mohos. Así en este proyecto se ha podido observar que cuando había cantidades elevadas de mohos el crecimiento de levaduras se veía inhibido y cuando había pocos mohos, aparecían colonias de levaduras. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 40 4.6.7.- Comparación de la evolución de los microorganismos en función de los 2 lugares de conservación: Central o Laboratorio En la siguiente gráfica se detallan la media de los recuentos obtenidos en los lotes de la Central Hortofrutícola y los lotes conservados en las cámaras del laboratorio del grupo de investigación “Alimentos de Origen Vegetal”. Grafíca 20: Evolución de los microorganismos en los 2 lugares de conservación (Central o Laboratorio) a lo largo del tiempo de almacenamiento de las cebollas DOP Fuentes de Ebro durante su conservación a 2ºC. A) Aerobios mesófilos totales, B) Aerobios psicrótrofos totales, C) Gº Pseudomonas, D) Enterobacterias, E) Mohos y F) Levaduras. A A B A C A D A E A F A RESULTADOS Y DISCUSIÓN 41 En la gráfica anterior, no se observan diferencias significativas en los recuentos en función del lugar de conservación en los primeros 30 días. A partir de esa fecha, los recuentos microbianos son superiores, por norma general, en las cebollas conservadas en la Central Hortofrutícola de Fuentes de Ebro. 4.6.8.- Eficacia descontaminante de los tratamientos con radiación ultravioleta e ionización catalítica radiante En la gráfica 21 se recogen los recuentos de todos los grupos microbianos analizados tomando en los lotes: laboratorio fotocatálisis, laboratorio ultravioleta y fuentes aire forzado para así poder establecer la eficacia de estos dos métodos de descontaminación. Gráfica 21: Evolución de los microorganismos en 3 de los lotes estudiados (laboratorio fotocatálisis, laboratorio ultravioleta y fuentes aire forzado) en las cebollas DOP Fuentes de Ebro durante su conservación a 2ºC BIBLIOGRAFÍA 6.-BIBLIOGRAFÍA AKTIVTEK ENVIRONTMENTAL. 2010. Resumen del estudio “Eficacia de la Fotocatálisis en la conservación postcosecha de la fruta” Noviembre 2010. 14 pp ALLENDE, A., SELMA, M. 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