Calidad del tomate fresco: técnica de cultivo y variedad I. Arana1, C. Jarén1, S. Arazuri1, M.J. García-Gembe1, A. Ursua1 y P. Riga2 1

Universidad Pública de Navarra. Dpto de Proyectos e Ingeniería Rural, Campus Arrosadia 31006 Pamplona, Telf.: 948 169 170, Fax: 948 169 148. [email protected] . 2 NEIKER, Instituto Vasco de I+D Agrario. Dpto de Producción y Protección Vegetal, Berreaga 1, 48160 Derio, Bizkaia. Telf: 944 034 300, Fax: 944 034 310. [email protected]. Palabras clave: NIR, organoléptico, hidroponía, impacto, compresión, punción. Resumen Para convencer al consumidor potencial de la excelencia del tomate comercializado bajo una marca o denominación, debemos garantizar la calidad del producto, lo que se puede lograr gracias a las características del suelo y el clima de una zona geográfica determinada, o por el control de los factores de producción: material vegetal y técnicas de cultivo. En este trabajo, se ha estudiado la influencia de la técnica de cultivo (cultivo protegido en suelo o en hidroponía) y la variedad en la calidad sensorial de tomates mediante catas y se ha caracterizado la calidad organoléptica, la variedad y la técnica de cultivo mediante análisis instrumentales no destructivos: la espectroscopia NIRS. Los resultados muestran que se puede identificar correctamente la técnica de cultivo en el 76% de los casos utilizando las variables NIRS. El análisis discriminante en las variables NIRS permite identificar correctamente la variedad del tomate entre un 82 y 93%. En cuanto a los modelos de calibración del NIRS para predecir la composición química, se consiguieron unos coeficientes de calibración y validación del 0,76 y 0,72, para el pH y de 0,56 para los º Brix. INTRODUCCIÓN La calidad debe definirse en función del uso al que va a ser destinado el producto. En el caso del tomate fresco deben considerarse todas las características valoradas por los consumidores, incluyendo el sabor, el aroma y la textura (Jarén, 2005). Las cualidades organolépticas están relacionadas con la composición química, Aguayo y Artés (2004) consideran que para tener un aroma y un sabor óptimos, los tomates deben tener un contenido en sólidos solubles (TSS) de entre 4 y 6 ºbrix y un pH entre 4 y 5. Baldwin et al. (1998) consideran que la relación entre el TSS y la acidez es un buen indicador para el sabor y el aroma de los tomates. El atributo de textura más importante es la firmeza que ya fue perfectamente caracterizada por Cantwel (2004) que clasificaba los tomates en seis categorías, de muy firme a muy blando, en función a la máxima resistencia que ofrecían durante un ensayo normalizado de compresión. La calidad puede evaluarse mediante análisis sensorial o mediante ensayos instrumentales que son objetivos, rápidos y baratos. Siempre que sea posible, se deberá intentar que los ensayos sean no destructivos e incorporables a la cadena de selección para clasificar los frutos de forma individual. La calidad del tomate depende de las técnicas de cultivo y de la variedad. El tomate se cultiva en invernadero, en suelo o en hidroponía. El cultivo en suelo es más tradicional mientras que en el cultivo hidropónico el control del cultivo es mayor.

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En este trabajo se ha caracterizado sensorialmente la calidad de los tomates frescos, se ha estudiado la influencia de la técnica de cultivo y la variedad en la calidad sensorial de los tomates y se ha caracterizado la calidad organoléptica, la variedad y la técnica de cultivo mediante análisis instrumentales no destructivos: la espectroscopia NIR y el ensayo de impacto lateral. MATERIALES Y MÉTODOS Se han estudiado tomates cultivados en Navarra, de las variedades Óptima, Winone y Gerónimo en hidroponía y tomates Jack cultivados en suelo agrícola bajo invernadero y en hidroponía en Tafalla (Navarra). Las parcelas de Jack se distanciaban de unos 2 km. Se han realizado ensayos durante las campañas de 2004 y 2005, ensayándose 45 tomates por lote (30 para la realización de los ensayos y 15 para la validación). Cada uno de los lotes corresponde a una variedad una forma de cultivo y una fecha de recepción. El número total de lotes fue de 60, lo que supone 2.700 tomates analizados, 540 tomates de cada variedad, cultivados en hidroponía, excepto en la variedad Jack en la cual se han analizado además, 540 tomates cultivados en suelo. Se realizaron los siguientes ensayos: determinación índice refractométrico, pH, textura (impacto lateral, compresión y punción), espectroscopia en el Infrarrojo Cercano y análisis sensorial. El TSS se ha medido con un refractómetro digital DR-101 BRIX y el pH con un pH-metro. Se realizaron ensayos texturales de impacto lateral, compresión y punción. Para la determinación de la reflectancia difusa en el Infrarrojo cercano se utilizó un espectrofotómetro modelo Luminar 5030 de la marca Brimrose. Se ha realizado un análisis sensorial de los tomates, en el que un panel de seis catadores debidamente entrenados, ha analizado las siguientes variables: aroma, acidez, sabor, firmeza jugosidad, carnosidad, harinosidad y dureza de la piel, otorgando puntuaciones del 1 al 5 en orden creciente de la aceptabilidad del atributo por el catador. Los datos se han analizado mediante análisis de correlaciones y discriminante para predecir la pertenencia a un grupo (variedad o sistema de cultivo) en función de diferentes variables. Para obtener modelos de calibración hemos utilizado el método de la Regresión Parcial por Mínimos Cuadrados (PLS). Se eligen los modelos que minimicen los errores estándares de calibración y validación. Se ha realizado una validación de los resultados por el método cross-validation y otra con muestras independientes. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Prácticas de cultivo Para estudiar la influencia de la técnica de cultivo se analizaron tomates Jack cultivados en suelo y en hidroponía. Mediante la prueba de Chi cuadrado de Pearson se comprobó que existe relación entre la técnica de cultivo empleada y las variables sensoriales aroma, sabor y harinosidad, y no para el resto. En este ensayo, los tomates hidropónicos fueron más aromáticos y sabrosos que los cultivados en suelo (Tabla 1) por lo que el cultivo hidropónico parece tan apropiado o más que el realizado en suelo, quizás por el mayor control sobre el cultivo, lo que contradice las afirmaciones de los agricultores que consideran el cultivo en suelo como un valor añadido. Los resultados del análisis sensorial indican que la técnica de cultivo influye más en la composición química que en la textura, por lo que la espectroscopia NIR, relacionada con la composición química, podría identificar esta técnica de cultivo. Mediante el análisis discriminante

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pudimos identificar correctamente la técnica de cultivo en el 76 % de los casos utilizando las variables NIR, pero sólo en el 60,7 % utilizando las variables de textura, lo que concuerda con el análisis sensorial, que indicaba mayores diferencias químicas que de textura entre los tomates cultivados en suelo o en hidroponía. Variedad Para evaluar la influencia de la variedad se han cultivado tomates de las variedades Jack, Óptima, Winone y Gerónimo. Se ha encontrado relación entre todos los atributos sensoriales y la variedad, lo que indica que el factor variedad influye más que la práctica de cultivo en los parámetros sensoriales. La variedad Jack es la más carnosa pero en la mayoría de los demás atributos ha sido peor valorada que las variedades Gerónimo y Winone; Óptima es la peor aceptada por los consumidores tanto en sus características texturales como organolépticas; Winone es la más jugosa y menos ácida y tiene unas buenas cualidades texturales y Gerónimo es la variedad de mayor calidad sensorial pues ha sido evaluada como la de mejor aroma y sabor y una de las más jugosas y menos ácidas y además es la de carne más firme, la menos harinosa y una de las de piel más dura, por lo que es muy recomendable para obtener calidad total. Utilizando el análisis discriminante en las variables NIRS fuimos capaces de identificar correctamente el 82,5% de los tomates de las variedades Gerónimo, Winone y Jack, porcentaje de acierto muy considerable (Tabla 2 y Figura 1). La tabla 2 muestra que es posible identificar el 93% de los tomates Gerónimo, los más valorados por los catadores. A partir las variables de textura, no se llegó a identificar el 50% de los casos, lo que indica que la variedad afecta más a la composición química que a la textura, más relacionada con la madurez. Así, la espectroscopia NIR tiene más capacidad para identificar las variedades que los ensayos de textura. Modelos de calibración Se han desarrollado modelos de calibración del espectrofotómetro para predecir parámetros de composición química: TSS y pH pero no fue posible obtener modelos lo suficientemente precisos para los parámetros de textura. En el modelo de calibración del contenido en sólidos solubles de los tomates se ha obtenido un error de validación cruzada de 0,56 ºbrix, mientras que el modelo de predicción del pH ha obtenido unos coeficientes de calibración y validación del 0,76 y 0,72, que representan valores bastante altos para productos naturales que presentan diferencias en sus espectros que no están relacionadas con el parámetro de referencia. Este modelo tiene un error de validación cruzada de 0,11 que es suficientemente bajo. La figura 2 representa el modelo de predicción para el pH. Sin embargo, no se pudieron encontrar modelos con suficiente capacidad predictiva para las variables de textura. Aplicación en línea de confección Se podría clasificar los tomates para obtener tomates “extra”, de calidad organoléptica garantizada, utilizando los parámetros de composición química y textura que, como ya se ha citado, deberían tener un rango de variación entre 4 y 6 ºbrix para el contenido en sólidos solubles, entre 4 y 5 para el valor del pH (Aguayo et al., 2004) y un valor de la máxima resistencia opuesta por el tomate durante el ensayo de compresión mayor de 18 N (Cantwell, 2004). Para comprobar si nuestros resultados se corresponden con los de estos investigadores, hemos clasificado todos los tomates en tres categorías de

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calidad sensorial de sabor, aroma y firmeza, considerando “extra” aquellos tomates con una puntuación sensorial de al menos 18, suma de las seis puntuaciones sensoriales otorgadas por cada uno de los seis catadores. Los tomates “extra”, respecto al aroma y sabor, mostraron valores para el TSS de entre 4,21 y 5,30 ºbrix y de entre 4,30 y 4,65 para el pH, mientras que las máximas resistencias ejercidas durante el ensayo de compresión (FC) por los tomates “extra”, respecto a la firmeza, fueron mayores de 18,1 N y las máximas aceleraciones registradas durante el ensayo de impacto (ACI) en estos tomates fueron siempre mayores de 205 m s-2. Estos resultados se corresponden con los de los autores citados y se puede sustituir el ensayo de compresión por el de impacto lateral, que es más rápido y fácil de incorporar a la línea de selección porque el análisis de correlaciones mostró un coeficiente de determinación de 0,78 para las variables FC y ACI, lo que es lógico pues las dos variables se refieren a la firmeza del fruto. Por todo esto, sería posible incorporar a la línea de selección un espectrofotómetro y un equipo de impacto lateral, que clasificasen los tomates “extra”. Como la velocidad de selección de ambos equipos es de 5 a 10 frutos por segundo y línea, se podría alcanzar una velocidad de la cinta de 0,75 a 1,5 m s-1 y una capacidad de trabajo de 4,5 a 9 t por hora y línea, superiores a las de otros elementos de la línea de confección. CONCLUSIONES Es posible caracterizar sensorialmente la calidad de los tomates frescos que está relacionada con el contenido en sólidos solubles, la acidez y la textura e influenciada por la práctica de cultivo y la variedad. La espectroscopía NIR tiene mayor capacidad para la caracterización sensorial de los tomates frescos que los ensayos de textura. Utilizando esta técnica ha sido posible identificar la variedad y la práctica de cultivo y construir modelos de calibración del espectrofotómetro para predecir el pH de los tomates, y con menor precisión, su contenido en sólidos solubles. Así, sería posible incorporar un sistema de clasificación automática por sabor, aroma y firmeza a la línea de confección de los tomates, utilizando la tecnología NIRS y la de impacto lateral. BIBLIOGRAFÍA Aguayo, E. y Artés, F. 2004. Elaboración del tomate mínimamente procesado en fresco. Compendios de Horticultura. 15. Ediciones de Horticultura S.L. Reus (España). Baldwin, E.A., Scott, J.W., Malundo, T.M.M., Shewfelt, R.L. y Tandom, K.S. 1998. Relationship between sensory and instrumental analysis for tomato flavor. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 123 (5): 900-915. Cantwell, M. 2004. Fresh market Tomato. Statewide Uniform variety Trial Report Field and Postharvest Evaluations. South Joaquin Valley. UCCE. Jaren, C., Arazuri, S. García, M.J., Arnal, P. y Arana, J.I. 2005. White Asparragus, Harvest Date Discrimination Using NIRS Technology. International Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2006 (en prensa).

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Tabla 1.- Porcentaje en que han sido asignadas las puntuaciones de cata para los tomates Jack cultivados en tierra e hidroponía. Las puntuaciones son de 1 a 5, correspondiendo esta última a los tomates más aromáticos, sabrosos, firmes en carne y piel, jugosos y carnosos y los menos ácidos y harinosos. Atributo sensorial Aroma

Técnica cultivo hidropónico suelo hidropónico suelo hidropónico suelo

Sabor Harinosidad

Puntuación 2 3 4 13 43 40 23 45 30 25 46 24 33 44 18 20 18 15 15 19 18

1 0 2 1 4 12 8

5 4 0 4 1 35 40

Tabla 2. Análisis discriminante de variedad a partir de variables NIR. Variedad

Grupo de pertenencia pronosticado(%) Jack Winone Gerónimo

Jack Winone Gerónimo

79,5 6,5 0,0

12,1 75,0 7,0

8,4 18,5 93,0

Total

100 100 100

Funciones discriminantes canónicas 6

4

2

Función 2

0

Variedad Gerónimo

-2

Winone Jack

-4 -4

-2

0

2

4

6

8

Función 1

Figura 1. Análisis discriminante para identificar variedad a partir de las variables NIRS

Figura 2. Modelo de calibración para el pH

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