Eventos fisiológicos asociados a la madurez y calidad de los frutos cítricos en Cuba y su relación con los productos transformados de la industria. Autor: MSc. Yenia Pérez Acevedo Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical

En los últimos años fue preciso establecer una estrategia que permitiera reorientar la producción incrementando los volúmenes de fruta que antes se comercializaba como fruta fresca para la producción industrial, y de esta manera lograr la inserción de la Agroindustria Citricola Cubana en los mercados internacionales y a nivel de industrias importantes tales como Brasil y Estados Unidos (Florida) cada vez más exigentes y competitivos. Los procesos de crecimiento y maduración de los frutos cítricos, así como la calidad de la materia prima en estrecha relación con los factores climáticos que inciden en el comportamiento de la especie Citrus sinensis (L.) Osbeck variedad Valencia ‘Late’ en diferentes regiones edafoclimáticas del país, constituyen de gran importancia dada la influencia sobre la calidad del producto final al considerar la mayoría de la producción nacional para la producción de Jugo Concentrado Congelado de Naranja (JCCN); a su vez ejerce un efecto considerable sobre la eficiencia industrial en las Plantas Procesadoras al emplear tecnologías de procesamiento modernas.

Conocer la calidad de la naranja Valencia ‘Late’ producida bajo las condiciones climáticas de las diferentes regiones del país, con destino a industria y su efecto sobre el rendimiento industrial, contribuiría a la toma de decisiones tecnológicas y/o de mercado oportunas que favorezcan la competitividad y sostenibilidad de la Agroindustria Citrícola Cubana.

2.1) Crecimiento y maduración de los Frutos Cítricos El crecimiento del fruto es un proceso que se extiende desde la floración hasta la maduración, aunque la velocidad del mismo es variable. El aumento del peso fresco se ajusta normalmente a una curva sigmoidal que en algunos cultivares presenta un tramo lineal que corresponde a un periodo de crecimiento constante y máximo del fruto. La mayor parte del aumento en peso fresco del fruto es debida a la acumulación de agua; su contenido

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es máximo inmediatamente antes o en el momento de la maduración comercial. (Guardiola, 1992) Agustí y col 1999 definen la maduración como el conjunto de cambios externos, de sabor y de textura que un fruto experimenta cuando alcanza su máximo tamaño y completa su desarrollo. La maduración incluye procesos característicos tales como la coloración, la pérdida de la firmeza, el aumento en la concentración de azúcares solubles, descenso de almidón, reducción de la acidez libre y otros cambios físicos y químicos.

La maduración se considera como el estadío del desarrollo que conduce a la madurez fisiológica o de consumo. En los frutos cítricos se inicia en el último tercio del crecimiento y termina con las primeras etapas de la senescencia e involucra una serie de cambios en las características externas e internas del fruto. Incluye los términos de madurez fisiológica y madurez de consumo.

De acuerdo con varios autores (Crochon, 1982; Lee y col, 1983) se define por madurez fisiológica al momento en que los frutos han cesado prácticamente su crecimiento, se detiene la acumulación de reservas y se incrementan los procesos metabólicos que conducen a su madurez de consumo.

En los frutos cítricos, al no presentar un mecanismo de maduración bien definido, parece más razonable el empleo del término de madurez de consumo o madurez comercial. Esta se define, de acuerdo con Guerra (1996) como el estadío en el cual se alcanza un mínimo de calidad aceptable por el consumidor, con un propósito particular.

2.1.1) Cambios asociados a la evolución del proceso de maduración en la naranja ‘Valencia Late’.

Bain (1958) caracteriza el patrón general de desarrollo de los frutos en el árbol, como una curva sigmoidal en las condiciones de clima subtropical de Australia. Este comportamiento

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ha sido descrito por Krezdorn (1986) en condiciones de clima subtropical árido de Arizona y Texas y por Nauer y col (1972, 1974) en cuatro regiones subtropicales de California.

Varios autores reportaron este patrón de desarrollo en clima tropical (Reuther y RiosCastaño, 1969; Borroto y col., 1977; Núñez, 1982, 1984; Aranguren y col, 1986), confirmando las tres fases características establecidas por Bain (1958). Del Valle (1974) reportó una curva bisigmoidal en naranja ‘Valencia Late’, semejante a la encontrada por Hilgeman

y col (1959) en clima subtropical, pudiendo ser debida tanto a factores

genéticos como climáticos (RIAC, 1993). Entre otros autores Albrigo, 1992, 1994 define cuatro fases de desarrollo de los frutos cítricos donde incluye la fase de maduración y se espera que la duración de las mismas está relacionada con el genotipo del cultivar y con factores internos y externos que actúan durante las diferentes fases del proceso (Agustí y col 1999).

La fase I está determinada por los procesos de división celular, mediante el cual se producen casi todas las células que contendrá el fruto maduro, con dos mecanismos de diferenciación celular independientes que establecerán las características específicas de cada tipo de célula y tejido, dando lugar a las partes del fruto. La división celular continúa en la corteza hasta la madurac ión del fruto (Guardiola, 1988). De acuerdo con diferentes autores, esta fase varía entre 4 y 9 semanas. En las condiciones del clima tropical de Cuba, García y col. (1985), reportaron 8 semanas de duración para la naranja ‘Valencia Late’.

La fase II se corresponde con el alargamiento o crecimiento celular. Es el período en que los cambios anatómicos y fisiológicos ocurren con mayor rapidez. Hay un crecimiento en volumen del fruto que continúa hasta la fase de maduración, debido tanto al incremento del volumen de las células individuales, como a la expansión de la pulpa y al incremento del contenido de jugo en las vesículas.

La fase III se corresponde con la disminución de la velocidad del crecimiento del fruto y con numerosos cambios en la composición química relacionados con el aroma y sabor de los frutos, a expensas de los constituyentes acumulados durante el proceso de desarrollo

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(Albrigo, 1992; Davies y Albrigo, 1994). Se incrementan los compuestos nitrogenados y disminuye el ácido cítrico, a partir de un máximo obtenido en las etapas tempranas del desarrollo (Bain, 1958).

Durante esta etapa se inician dos procesos, ambos oxidativos e independientes, relacionados con dos sistemas enzimáticos, que suelen ser próximos en el tiempo, ya mencionados anteriormente la degradación de la clorofila y el incremento de los carotenoides que con independencia de los cambios químicos que se producen en el interior del fruto conducen a su madurez comercial (Jiménez- Cuesta y col, 1983). Se ha sugerido que la producción de etileno como respuesta a factores externos desencadena estos procesos (Kimball, 1984 ).

La fase IV se corresponde con la maduración donde se producen cambios físicos y químicos internos en el fruto asociados a este proceso, y se caracteriza porque se nivela el crecimiento y ocurre un ligero aumento, gradual de los SST, junto con una rápida disminución de la acidez total (AT) (Davies y Albrigo, 1994)

2.1.2) Composición del fruto cítrico en la fase de maduración

La fruta cítrica consiste en seis componentes principales, lo que da lugar a los diferentes productos y derivados ó sub- productos. El jugo con una proporción de 40-55% es un liquido contenido en el interior de las bolsas pequeñas (células), que se encuentran a su vez en el interior de segmentos. El jugo incluye compuestos aromáticos volátiles que brindan una gran parte del sabor y el gusto que lo caracterizan. La pulpa con una proporción de 20-30 % se localiza en las paredes de bolsa de células. La película interior blanca se localiza en las paredes de segmento más corazón interior o placenta. El albedo con una proporción de 15-30 % es una capa interna, blanca, de la cáscara que rodea inmediatamente los segmentos. El flavedo con un 8 a 10 % es una capa externa, con células que contienen los carotenoides los cuales brindan el color característico a los diferentes frutos cítricos, también contienen glándulas que son estructuras en la piel de los cítricos que contienen aceites esenciales con aromas y sabores

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característicos de cada cultivar. (Ting y Rousseff, 1986). Por ello los aceites son muchas veces agregados a los jugos cítricos para fortalecerlos. Las semillas de un 0 a 4% son segmentos situados al interior del fruto no siempre presentes y varían ampliamente de acuerdo a la variedad, área y condiciones de cultivo.

2.1.3) Consideraciones sobre la calidad de los frutos cítricos y de los productos transformados. La calidad se define como el conjunto de propiedades inherentes a un producto que permite distinguir entre unos y otros frutos, además tienen importancia en la determinación del grado de aceptación por el consumidor (Gould, 1988; Agustí, 1998) e implica una combinación de características, propiedades y atributos que le darían al producto un valor como alimento y mercancía (Saborío, 1998). En esta definición se superponen los conceptos de calidad nutricional, calidad higiénica, calidad organoléptica, calidad simbólica y calidad de consumo. (Causeret, 1975; Lafont, 1982; Claudian y Serville, 1982; Fady, 1982; Lauret, 1982).

Se cons ideran características determinantes de la calidad de un producto tanto las internas como las externas. Las primeras hacen referencia sobre todo a las características organolépticas; las segundas son las relacionadas con el color, forma y en general factores cosméticos. Junto con estas características de maduración y comerciales, las propiedades nutricionales de los frutos son de gran importancia en la definición de su calidad.

Martin y Laurent (1982) concuerdan en que la calidad de consumo está unida a la utilización del producto y se relaciona con sus características, época de comercialización, aptitud para la conservación y las posibilidades de la transformación industrial.

La noción de calidad de los frutos cítricos está vinculada a las características físicoquímicas de sus frutos. Está determinada en primera instancia

por las características

genéticas del cultivar. La ubicación geográfica, condiciones climáticas estacionales, patrones, prácticas culturales y edad del árbol tienen efectos profundos sobre la calidad

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interna y externa de los frutos cítricos. (Wutscher, 1988). Varios autores (Nuñez, 1984 y Rodríguez, 1987 citado por Aranguren 1996) señalan que la influencia de la fertilización sobre el tamaño y la calidad de los frutos se aprecia fundamentalmente en el incremento del peso y tamaño de los frutos, además un incremento en la concentración de nitrógeno foliar, da como resultado una disminución en el peso de los frutos y un incremento ligero en el porcentaje de jugo, mientras que la adición de K incrementa la acidez, aunque el contenido de SST no se afecta marcadamente; sin embargo otros autores, entre ellos, (Padrón, 2001 y Vallín, 2002 comunicación personal) reportan que el K asimilable afecta el contenido de SST dado por las características ácidas de los suelos de la región Occidental.

El establecimiento de regulaciones de calidad para el consumo de los frutos cítricos se vincula al auge de este cultivo en los Estados Unidos. En 1924 se establecieron por primera vez índices de calidad interna en California y La Florida (Hume, 1926, citado por Soule y Grierson, 1986). Las investigaciones realizadas por Harding y Fisher (1940), Harding y Sunday (1949), Harding y col. (1985), sentaron las bases de los índices de calidad externa e interna que se emplean en la actualidad en los frutos cítricos para el consumo en fresco y como materia prima para la transformación industrial, regulados en un documento legal por primera vez en el Código Legal de la Florida (1949) citado por Ting y Rousseff (1984) que se ha mantenido hasta la actualidad en el Código de la Florida (1980) citado por (Ting y Rousseff, 1986). En otras regiones del mundo se adoptaron los mismos índices, enfatizando unos y otros en función del área, destino comercial de la fruta y mercado.

Como regla general, los mercados exigen determinados índices de calidad para los frutos cítricos con destino al consumo en fresco y a la transformación industrial, producidos en diferentes regiones del mundo, regulados en diversos documentos legales. Estos índices son necesarios para evitar la recolección de frutos no aptos y la llegada de éstos al mercado con un nivel de calidad no aceptado por el consumidor (Guerra, 1996), así como evitar los cambios en olor y sabor del jugo o su contaminación microbioló gica (Ting y Rousseff, 1986) cuando se destinan al procesamiento industrial. El jugo simple o concentrado se

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comercializa en el mercado mundial de acuerdo con el ratio, el cual depende del índice de madurez de la materia prima.

2.1.3.1) Indices de calidad interna con destino al consumo fresco y a la transformación industrial.

Los índices de calidad interna son sinónimos de estándares de madurez y se aplican fundamentalmente a comienzos de la época de recolección de cada cultivar. En naranjas, pomelos ó toronjas, mandarinas e híbridos, se utiliza comúnmente el análisis del contenido de jugo, los sólidos solubles totales (SST), la acidez y la relación entre ambos, la cual se emplea como criterio del Indice de Madurez. (Chandler, B, 1988).

(Del Río y col, 2000) determinaron que las condiciones de humedad y temperatura a la que permanecen los frutos en la línea de acondicionamiento provocan variaciones en la calidad interna: azúcares, acidez, índice de madurez, contenido en volátiles (acetaldehído y etanol) variaciones de sabor, entre otras. Las afecciones suelen ir acompañadas de incrementos en la intensidad respiratoria de los frutos, que pueden conducir a un deterioro importante de calidad y sabor. Las condiciones de temperatura juegan en este sentido un papel importante como aceleradores o retardantes de este proceso.

El porcentaje de jugo extraíble es muy útil como una medida de maduración y como una medida de senescencia. La toronja y la naranja temprana y de media estación incrementa rápidamente el contenido de jugo al comienzo de cada estación reflejando así una evolución positiva del índice de madurez. Cuando el contenido de jugo cae rápidamente al final de la estación disminuyen los rendimientos del jugo pudiendo constituir de esta manera un índice de senescencia.

Los sólidos solubles totales en el jugo de los frutos cítricos están compuestos aproximadamente por 80 % de azúcares, 10 % de ácido cítrico y sus sales, y el resto corresponde a compuestos nitrogenados, vitaminas, elementos minerales y otras sustancias solubles en agua (Bartholomew y Sinclair, 1943). Con propósitos de control de calidad se

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determina el índice de refracción del jugo medido en grados Brix en sustitución de la determinación de los azúcares y se expresa en porcentaje por peso de sacarosa en una solución.

La acidez del jugo es el resultado del contenido de ácido cítrico anhidro y de las sales que se forman en el proceso de determinación. El ácido cítrico constituye entre el 85-95 % del total de los presentes en el jugo de los frutos cítricos. Es más comúnmente utilizada como un componente para calcular el ratio ó el índice de madurez que como un parámetro independiente. La percepción organoléptica de la acidez está condicionada por un valor de pH que puede variar acorde a la cantidad de agentes naturales particularmente sales potásicas. (Nogueira, 1984).

El índice de madurez o relación SST: acidez representa el resultado de dos procesos metabólicos simultáneos: el incremento de carbohidratos totales y el decremento del ácido cítrico y no obstante considerarse asociada a la calidad de consumo de los frutos cítricos, está presente la limitación de que con una misma relación pueden variar los componentes químicos.

En Brasil, primer país productor y exportador de jugos concentrados congelados de naranja, los mínimos establecidos en la fruta con destino a industria son del 50 % de jugo, con un índice de madurez entre 13 y 16, terminando la recolección con esta finalidad cuando la fruta alcanza una relación SST: acidez de 17. (Di Giorgi y col, 1992) en aquellas industrias donde no se realiza mezcla de calidades de jugos.

La industria citrícola de la Florida se guía por las regulaciones establecidas en el Código de Cítricos (1980) de ese estado sobre los grados de calidad, inspección y clasificación de los frutos cítricos y productos transformados, de 10 a 10.50 como mínimo en el periodo de agosto a julio para la materia prima con destino a industria, no obstante para el grado A los valores de índice de madurez tienen que estar entre 13 y 19,5 dependiendo de la zona de producción, para obtener jugos concentrados de naranja del grado A. (Ting y Rousseff, 1986) valores menores se permiten en el grado B.

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En Cuba, para la naranja con destino a la industria se requieren contenidos de jugo de 40 % a 45 %, e índices de madurez entre 10 y 16, teniendo en cuenta la tecnología de procesamiento para la obtención de jugos concentrados congelados utilizada en el país y las especificaciones de los clientes se aceptan índices de madurez superiores, utilizando la mezcla de jugos para obtener el producto final con la calidad requerida por los mercados importadores (Pérez, 2002 comunicación personal).

2.2) Influencia de los factores ambientales en los procesos de crecimiento y maduración de la naranja Valencia ‘Late’.

Uno de los principales problemas encontrados al estudiar el efecto del clima sobre la calidad de los frutos cítricos, es que a menudo es difícil distinguir los efectos climáticos de aquellos resultantes de las diferencias de suelo , calidad del agua del riego, prácticas culturales, origen genético de las yemas y patrón utilizado. (Platt, 1973; Nauer y col, 1972).

La Tasa de crecimiento de la fruta dentro de cada región climática es función principalmente de la temperatura durante cada etapa de desarrollo y de la humedad del suelo durante las fases III y IV de crecimiento. Las temperaturas medias más elevadas proporcionan las mayores tasas de crecimiento de la fruta y las temperaturas medias más bajas dan lugar a las tasas de crecimiento mas bajas. Sin embargo una humedad edáfica adecuada, por lluvias o riego, mejora significativamente el tamaño de la fruta durante la fase III de crecimiento pero causa una dilución correspondiente a los sólidos solubles (Albrigo, 1992, 1993; Davies y Albrigo, 1994).

Agustí y col, 1998 plantean que la Tasa de intercambio energético entre los tejidos y órganos de una planta y el medio, es un factor muy importante, junto con otros, en la regulación de los procesos biológicos que regulan el crecimiento y el desarrollo. La temperatura del aire junto con la humedad relativa, la radiación, entre otras, determina la temperatura específica de las células, tejidos y órganos en relación con el tiempo o con su

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posición; el régimen térmico día- noche, en interacción con la duración del día, la temperatura de las raíces y otros factores ambientales determina los procesos de crecimiento. Reuther, 1988 coincide con este criterio señalando que el concepto de “intercambio de energía dinámica” es más adecuado para exp licar las respuestas de la planta a las condiciones climáticas en que se desarrollan y la acción del clima como resultado de la interacción de los factores, por ello se observan diferencias en el comportamiento de un mismo cultivar cuando se comparan las distintas zonas climáticas productoras de cítricos.

Probablemente la variable climática más importante en la determinación del desarrollo vegetativo, de la floración, del cuajado y de la calidad de los frutos es la temperatura. Para determinar la influencia de la temperatura sobre los procesos de desarrollo y crecimiento se han ensayado distintos métodos, todos son relaciones empíricas que sólo se cumplen en climas monolíticos sin grandes variaciones de temperatura (Del Rivero 1992), entre los cuales se e ncuentran el método de sumas de temperaturas. Suele expresarse como grados día o grados - hora, o calor neto acumulado en cal cm - 2 min

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,es el método más

ampliamente utilizado (Lomas y col, 1980; Kimball, 1984; Frómeta y Echazabal, 1985; Solano, 1990; Ortalani y col, 1991; Volpe, 1992; Sánchez, 1997 y Ben-Mechlia y Carroll, 1999).

Las

necesidades

hídricas

de

los

cítricos

estimadas

según

sus

pérdidas

por

evapotranspiración equivale a una pluviomatría anual entre 900 y 1200 mm, pero una condición para que esta satisfaga las exigencias del cultivo es su adecuada distribución. La lluvia y la humedad relativa se hallan estrechamente relacionadas y ambas afectan a la radiación. Estos dos elementos climáticos varían ampliamente entre zonas productoras de cítricos e influyen grandemente en la adaptabilidad de una variedad a una región determinada (Agustí y col 1998; Cassin y col., 1979), de ahí que los estudios sobre este tema suelen considerar la pluviometría, como mm de lluvia recibida por la planta.

La luz es esencial para las plantas. Algunos autores han sugerido que la floración de los cítricos se halla inducida por la corta duración de los días del invierno. Experimentos

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realizados por varios autores (Agustí y col, 1998; Platt, 1973 y Del Rivero 1992) combinando diferentes regímenes térmicos día /noche y distintos fotoperíodos han demostrado que las plantas que crecen con altas temperaturas solo producen brotes vegetativos con independencia de la duración del día y las plantas cultivadas a baja temperatura florecen tanto en condiciones de días corto como días largos.

Estudios de agrometeorología utilizan los cálculos de la radiación global, aunque existen pocos reportes sobre el tema. (Solano, 1990). El empleo de horas de sol puede sustituir el término de radiación solar, ya que ambos se relacionan directamente y es de más fácil interpretación en los estudios ecofisiológicos. (Solano, 2002, comunicación personal).

2.2.1) Características climáticas de Cuba.

Cuba se encuentra ubicada entre los 20º - 23º de LN, en la periferia sur-occidental de la zona intertropical, con un clima definido como tropical modificado por varios factores, siendo clasificadas las localidades productoras de cítricos en tres zonas climáticas que se corresponden con la región occidental, la región central y la región oriental. (Lima y col, 1988).

El clima de Cuba difiere notablemente de las principales regiones citrícolas del mundo y se distingue por la marcha anual de las precipitaciones. La precipitación anual promedio de las regiones productoras de cítricos es de 1278,9 mm suficiente para el cultivo de los cítricos, pero irregularmente distribuida (RIAC, 1993) aumentando de oriente a occidente con la altura y de la costa al interior, sin grandes variaciones en la distribución territorial de la Humedad Relativa del aire.

La temperatura media anual aumenta ligeramente de la región occidental a la central, con un valor medio de 24,8 ºC, oscilando las medias diarias en los diferentes meses del año entre 10 ºC y 12 ºC. (Solano, 2002 Comunicación personal) observándose en los últimos años un incremento de la temperatura mínima de 1.60 C.

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La insolación, como horas de sol por día, se distribuye con cierta homogeneidad sobre todo el país, presentándose los valores máximos en los meses de marzo y abril, que superan en ocasiones las 300 horas mensuales en zonas costeras, mientras que los valores mínimos medios en el mes de diciembre no sobrepasan las 240 horas. (Solano, 1990, 1992) Ver anexo 1.

2.2.2) Efecto de las variables climáticas sobre las variables de calidad utilizados en el proceso industrial.

El clima tiene un efecto importante sobre el crecimiento de los frutos y la calidad de la fruta, el color de la piel comienza a cambiar del verde al amarillo o al naranja a excepción de las naranjas en regiones bajas tropicales en el final de la fase IV que es la maduración y que se caracteriza porque se nivela el crecimiento y ocurre un aumento gradual de los SST, junto con una rápida disminución de la acidez total (AT) Reuther y col, 1969; Davies y Albrigo, 1994). Las naranjas del trópico presentan ventajas respecto a la acumulación de sus constituyentes químicos para arribar precozmente a la madurez, en relación con climas subtropicales (Reuther y Ríos-Castaño, 1969; Reuther, 1988; Albrigo, 1992, 1993), sin embargo, el tiempo que media entre la madurez fisiológica y la senescencia se acorta, con efectos adversos sobre la calidad de la fruta.

La literatura brinda reportes sobre las variaciones en el contenido de jugo de una misma variedad en distintas localidades, Nauer y col., (1972, 1974), reportaron menores contenidos de jugos en naranjas ‘Valencia Late’ en zonas semiáridas, cuando comparaban cuatro localidades de California. En Cuba, se han reportado variaciones estacionales en el contenido de jugo de los frutos de este cultivar en distintas localidades (Fdez y Sánchez, 1980; Núñez, 1982, 1984; Alessandrini, 1988; Aranguren, 1996), atribuidas a las variaciones anuales del clima.

Los carbohidratos contribuyen el 75-80 % de los SST, esto trae como consecuencia que la regulación de los carbohidratos que se incorporan a la fruta tiene un gran impacto sobre la calidad interna de la fruta. El crecimiento de la fruta está en función del estatus hídrico del

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árbol y del reparto de carbohidratos y también de la temperatura. La fruta se encoge y se dilata durante el día al cambiar las relaciones hídricas del árbol. El tamaño definitivo de la fruta aumenta mediante el riego y/o las lluvias. La fruta sirve además como órgano de almacenamiento de agua, las hojas sobre una ramita sin frutos separados del árbol se marchitan en pocas horas, mientras que las que están sobre una ramita separada del árbol que tiene fruta permanecen turgentes durante muchas horas.

La mayoría de los SST se acumulan rápidamente en la fruta en tierras bajas tropicales y lentamente en las de condiciones frescas de la costa. Los niveles máximos de SST se logran en los trópicos medios (Palmira, Colombia) y en zonas húmedas subtropicales con inviernos cálidos tales como Sao Paulo, Brasil o Florida. Los niveles de SST son intermedios en zonas semiáridas y áridas subtropicales y tropicales elevadas como California o Medellín, Colombia. De esta manera muchos autores coinciden en que la velocidad de acumulación de los SST está relacionada con la temperatura (Kurihara, 1969; Nii y col., 1979, Reuther, 1973), siendo más rápida en condiciones tropicales (Reuther y Ríos-Castaño, 1969; Davies y Albrigo, 1994). Otros autores reportan la relación positiva de los valores finales con las altas temperaturas, y su afectación por el incremento de la pluviometría en los meses anteriores a la recolección. (Agustí y col, 1998).

Existe poca evidencia sobre el efecto de la intensidad luminosa sobre los sólidos solubles totales (SST). La comparación de la composición del fruto en función de su ubicación en el árbol muestra que los frutos del interior tienen entre 10%-15 % menos de SST que los ubicados en las partes externas del árbol, donde se recibe 1% más de intensidad luminosa (Sites y Reitz, 1949; García y col., 1985). Los resultados sugieren que una baja intensidad luminosa contribuye a reducir los sólidos solubles totales lo que evidencia que en la mayoría de las regiones citrícolas la intensidad de la luz no es un factor limitante para el crecimiento de los árboles, pero la luz escasa puede reducir los rendimientos especialmente en el interior de la copa.

Varios reportes en la literatura realizados en condiciones de campo y ambientes controlados coinciden en relacionar el efecto de las altas temperaturas con la velocidad de

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disminución del ácido cítrico en el jugo, a medida que progresa la maduración de los frutos debido a las pérdidas por respiración, aunque no todos los reportes coinciden en el efecto adverso del exceso de agua sobre al velocidad de disminución y sobre los contenidos finales. (Reuther y Ríos-Castaño, 1969; Nii y col., 1970; Reuther, 1973, 1988; Sánchez y Fernández, 1981; Albrigo, 1990, 1992; Davies y Albrigo, 1994; Agustí y col, 1998).

Para la obtención de fruta cítrica con calidad de consumo tiene más importancia la tasa de descenso de la AT que los SST. En las condiciones de tierras bajas tropicales la AT disminuye rápidamente del 2% a menos de 0,5 %. Una disminución similar, aunque más prolongada de la AT ocurre en áreas de altitud media de los trópicos y en las húmedas subtropicales. El jugo puede volverse insípido también si la fruta se mantiene sobre el árbol durante periodos extensos. La disminución de la AT está influida en primer orden por la temperatura (acumulación de unidades de calor) y luego de la rápida respiración de ácidos orgánicos a estas temperaturas, aunque la tasa de disminución también crezca y disminuyan los niveles mínimos por el riego o las lluvias excesivas o por elección de patrones. Albrigo, 1990, 1992; Davies y Albrigo, 1994 ).

El período de desarrollo del fruto hasta arribar a la madurez de consumo, dada por la relación entre los sólidos solubles totales y la acidez, varía ampliamente en una misma variedad en diferentes zonas climáticas. En la naranja ‘Valencia’ el tiempo que media entre la antesis y la madurez, usando un índice arbitrario de 9:1, es de 6-7 meses en un clima tropical de media altitud (Palmira, Colombia) con temperatura media de 27ºC, hasta 13-14 meses en un clima subtropical semi-árido o árido (California), con temperaturas medias de 12ºC - 20ºC (Reuther y Ríos-Castaño, 1969; Agustí y col, 1998).

En Cuba, Borroto y col. (1977) reportaron un comportamiento intermedio en la región central del país de 10 meses, semejante al reportado para clima subtropical mediterráneo (Albrigo, 1992). Del Valle (1974) informó 9 meses para la misma localidad, corroborado por Fernández y Sánchez (1980). Igual período de tiempo fue reportado para Jagüey Grande (Fernández y Sánchez, 1980; Aranguren y col., 1986; Aranguren, 1996). En las zonas oriental y occidental del país, diversos autores han reportado una duración desde la

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antesis a la madurez comercial en la naranja ‘Valencia Late’ de 9-9,5 meses (Sánchez y Fernández, 1981; Núñez, 1984; Alessandrini, 1988; Alessandrini y Nuñez, 1991 y Sánchez, 1997).

Las características físico - químicas de la naranja ‘Valencia Late’ varían ampliamente entre diferentes regiones productoras, como respuesta a las condiciones climáticas imperantes. El conocimiento de estas relaciones en una localidad dada, es de utilidad en la toma de decisiones dirigidas a minimizar el impacto de los factores negativos del clima sobre la calidad de la fruta, así como en la organización de su recolección con el fin de preservar la calidad obtenida. (Sánchez, 1997)

2.3) Transformación Industrial de los Frutos Cítricos. Consumo y Comercialización

Para garantizar una calidad adecuada de la producción industrial y un mejor aprovechamiento de la capacidad procesadora, es necesario definir la calidad interna de los frutos en el campo, durante cada etapa de la campaña de recolección, con vistas a conocer hasta que punto es factible cosechar para alcanzar una mayor eficiencia del proceso y calidad. (Aranguren y col, 2000).

El jugo es el producto principal de la industria pero puede ser elaborado de varias maneras diferentes, principalmente como jugo concentrado o jugo de concentración simple (jugo natural). El resto de las materias que componen el fruto se consideran para la elaboración de subproductos (cáscaras, hollejos, celdas, aceites, alcohol, tintes, pectinas, hesperidina, entre otras) ver Anexo 2.

Un complejo industrial de elaboración de cítricos incluirá la manufactura del producto principal y la de algunos subproductos b uscando la mejor utilización económica de la fruta. De los frutos cítricos que son transformados el 82% corresponde a naranjas, el 10% a pomelos, el 5% a limones y el 3% a mandarinas.

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El sector de la transformación está en plena expansión, tanto por el aumento de la demanda de estos productos como por el nivel tecnológico alcanzado por las industrias. Este sector es una buena alternativa para aquellas cosechas que no pueden comercializarse por determinadas circunstancias, esto no quiere decir que las naranjas de peor calidad sean destinadas a la industria, sino aquellas que por ejemplo no tengan los calibres comerciales exigidos. (Del Río, J.A y col, 1999) Brasil y EE.UU como mayores productores mundiales de jugo concentrado de naranja, combinan la producción de ambos países para hacer del mercado de concentrado un mercado para todo el año, aunque Brasil se registra con 12 millones de exportaciones en el año 1995 que representan el 80 % del total de las exportaciones mundiales. La temporada en EE.UU comienza el primero de diciembre con peso tanto en naranjas (39,3%) como en toronjas (69,5%) y continúa hasta el 30 de noviembre mientras que la temporada brasileña cubre el periodo de junio al 31 de mayo. (Del Campo y Turner, 1993; Revisión del Programa de Cítricos, 1996) En España la mejor variedad para la obtención de jugo es la Valencia- Late, pero su producción está poco extendida y sus precios son superiores a los de otras variedades. Se está valorando la posibilidad de exportar directamente las naranjas que por sus calibres no pueden ser comercializadas. En el caso de Argentina los volúmenes de frutas derivados a la industrialización ascenderían a 595 000 tn. La mayor disponibilidad de fruta de calidad exportable, la recuperación de algunas áreas con factores climáticos adversos en los últimos años y la situación favorable del mercado europeo parece ser las principales responsables de estos incrementos, por otro lado la instalación de empresas multinacionales tanto en la producción de fruta fresca como en la industria, han dado cierto empuje al sector en su conjunto. En el caso de la industria la Provincia de Tucumán es actualmente el área industrial procesadora de limón más importante del mundo. (Bentancur, M, 1990).

Las exportaciones de Brasil se dirigen fundamentalmente a Estados Unidos y Europa, las de Estados Unidos a Canadá y las de México a Estados Unidos, Israel y España exportan hacia Europa. En Europa los consumidores prefieren tomar el jugo proveniente de la fruta 18

fresca, sin embargo en EE.UU los consumidores prefieren el jugo concentrado reconstituido a partir del concentrado.

Cada día los norteamericanos consumen más de 79 millones de vasos de jugo de naranja de 6 onzas, lo que los convierte en el mayor consumidor mundial. Los consumidores sustituyeron el jugo de fruta fresca por el producto procesado, siendo ahora un ingrediente básico en la dieta nacional americana. Hoy más del 70 % de las naranjas que se cosechan en EE.UU se procesan para la obtención de jugo de naranja y provienen, mayormente de la Florida. (Castillo y col, 1992; López, 1995)

2.3.1) Transformación Industrial de los Frutos Cítricos en Cuba

Antes del 90 sólo se destinaba a industria el 20 % de la producción agrícola utilizando los frutos que no cumplían con la calidad requerida para la exportación. Con las transformaciones de la Agroindustria Citrícola Cubana el volumen de la fruta destinada a industria se triplicó desde los años 90 alcanzando 600 000 tn al año (Castro-López y col, 1999).

SERIE HISTÓRICA DE PRODUCCIÓN Y DESTINO. 1989-2001 1200 Producción (t)

1000 800 600 400 200 0 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Años PRODUCCIÓN INDUSTRIA

EXPORTACIÓN EN FRESCO CONSUMO

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En la actualidad la industria cubana dispone de cinco grandes Plantas Industriales con tecnología moderna, ubicadas en: Pinar del Río, Ceballos, Contramaestre, Jagüey Grande e Isla de la Juventud, así como una Planta más pequeña para la fabricación de aceites esenciales ubicada en Banes. ver anexo 3

En Cuba se destina para la transformación industrial las especies: naranja, toronja y lima Persa; en la naranja fundamentalmente se utiliza el cultivar Valencia ‘Late’ ocupando el sexto lugar de la producción mundial mientras que la toronja ocupa el segundo lugar.

A continuación se muestran las estadísticas de las especies de naranja y toronja procesadas a nivel mundial en el período 97-98 y 98-99 (Correa col, 2000).

Países Brasil USA Italia España México Cuba Grecia Australia Sudáfrica Israel

Naranja procesada 1997-98 1998-99 11 628 12 240 9980 8000 800 550 650 473 670 390 215 312 310 200 192 233 228 230 180 75

Países USA Cuba Israel Belice Argentina Sudáfrica Chipre

Toronja procesada 1997-98 1998-99 1244 1200 260 274 175 165 40 40 40 36 35 35 30 30

Como producto surtido se obtiene los jugos simples, los aceites esenciales destilado de la lima mexicana o limón criollo en Banes y el jugo concentrado congelado que a su vez constituye el principal producto de la industria cubana. Los desechos sólidos se destinan a la alimentación animal.

A partir del período de procesamiento 2002- 2003, se establece en la Planta Industrial de Ceballos una línea aséptica de jugo concentrado congelado, con una temperatura superior de almacenamiento (+5 + 20 C).

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2.3.2) Concepto y Consideraciones Generales sobre el Jugo Concentrado Congelado de Naranja (JCCN).

El Jugo Concentrado Congelado se define cono el producto elaborado a partir del jugo extraído mecánicamente de la fruta madura y en buen estado, sin fermentar pero fermentable, pasteurizado, concentrado al vacío y conservado por medios físicos exclusivamente. ( Block y col, 1992; Benavente- García y col, 1997) Arnao y col, 1998 demuestran la actividad antioxidante total del jugo de cítricos como factor de calidad del producto en el orden siguiente: primero la naranja, le sigue el pomelo y zanaranja (Zanahoria + naranja) y la relación entre la misma y el contenido de ácido ascórbico. Se plantea que la actividad antioxidante es un parámetro para valorar la calidad dietética del producto en distintas condiciones de almacenamiento y procesos industriales. Existen diversos métodos de preparación de jugos concentrados: La congelación del jugo, separando posteriormente el hielo del jugo, osmosis inversa y por evaporación del agua, que suele ser la técnica más utilizada en la industria y es el método más empleado en Cuba. Una vez obtenido el jugo concentrado este es utilizado con base para la elaboración de refrescos o jugo reconstituido, se puede mezclar con otros jugos, o puede ser consumido directamente por mezcla con jugo. (Infoagro, 2000; Castillo y col, 1992; López, 1995; Ortuño y col 1995, 1999) Por otra parte el jugo concentrado tiene una serie de ventajas para las empresas que lo elaboran porque permite mejor transporte y almacenamiento, ya que ocupa menos espacio, aunque se ha de conservar a temperaturas bajo cero –180C/ -200C. Por otra parte el jugo concentrado se puede conservar durante todo el año y esto le permite a la empresa un continuo abastecimiento del mercado. (Del Río y col, 1999) Buxton y Del Campo Gomis en 1997 plantean que el aumento de las importaciones en E.U.A compensó en gran medida las diferencias entre el consumo y la reducida producción de jugo de naranja, así los estados unidos se convirtieron en un importante importador especialmente de Brasil. En los últimos años de la década de los 80, los estados unidos

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importaron del 30 al 45 % de su consumo. El aumento de producción de Brasil fue paralelo al incremento de la demanda mundial del jugo de naranja.

Como se conoce los dos grandes productores de jugos concentrados de naranja son Brasil y Estados Unidos, básicamente la Florida. Casi toda la producción de Estados Unidos se consume internamente o se exporta a Canadá que consume un 5% de dicha producción. En cambio Brasil domina el mercado de Europa y otros países.

En los últimos años el jugo simple ha tenido un rápido desarrollo en Estados Unidos ocupando el 40 % del consumo, con un crecimiento anual del 11,1% y Europa va siguiendo sus pasos.

Se plantea que las cuatro grandes empresas que dominan más del 80 % de la producción de jugos en Brasil ya tienen el 40 % de la producción de jugos en Florida (Taller sobre temas económicos RI AC, 2001) En el año 1990 en Brasil el precio del jugo concentrado congelado de naranja 650 Brix pasó de 2.400 a 1.700 para los jugos de San Pablo y 1.400 U$S/ t FOB Santos para los producidos en los Estados del Norte. (Bentancur, M, 2001).

2.3.3) Caracterización de la fruta cítrica como materia prima para la producción de Jugo Concentrado Congelado de Naranja (JCCN). El fruto cítrico contiene numerosos compuestos o nutrientes muy importantes para la nutrición que le confieren características específicas al jugo, relacionadas con su calidad de consumo y son de importancia para los procesos tecnológicos de la industria, entre los cuales se encuentran aminoácidos esenciales y compuestos nitrogenados, flavonoides, sustancias pécticas, constituyentes volátiles del sabor, vitaminas C, A, E, B6, Tiamina, Riboflavina, Niacina, ácidos fólico, ácido pantoténio, elementos minerales y lípidos, entre otros. (Erickson, 1968; Moshonas y col., 1972; Grierson y Ting, 1978; Nagy y Attaway, 1980; Contreras- Mendoza, 1984; Ting y Rousseff, 1986).

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(Aranguren, 2000) refleja que el aprovechamiento de los frutos durante la cosecha con destino a industria puede disminuir a causa de pérdidas de peso, tamaño inadecuado de los frutos, ablandamiento, pudriciones, trastornos fisiológicos o la sobremaduración que provoca cambios en la relación azúcar /ácido y sabores desagradables. Wardowsky y col (1986) llegan a la conclusión que el potencial de aprovechamiento de los cítricos con destino industrial depende entre otros factores de los cambios anuales con respecto a la madurez. Varios autores (Infoagro, 2000; Castillo y col, 1992; López, 1995; Ortuño y col 1995, 1999) plantean que la recolección de las naranjas para la elaboración del jugo se realiza cuando el índice de madurez está entre 11 y 13.

De la calidad de la fruta que se emplea como materia prima en la producción de JCCN, dada por los contenidos de SST y jugo, dependería la cantidad de fruta requerida para producir una tonelada del producto final.

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