Recibido 22/07/2015, Aceptado 6/08/2015, Disponible online 20/08/2015

RECUBRIMIENTOS PARA FRUTAS Morales Posada Nelly Bibiana1 y Robayo Rodríguez Aycardo Emilio1 1Tecnología

en Gastronomía, Facultad de Artes y Arquitectura, Universitaria Agustiniana. Avenida Ciudad de Cali N° 11b-95. C. P. 110811. Bogotá, Colombia. Email: [email protected]

Resumen En este artículo se hace una revisión de los materiales y métodos empleados para el recubrimiento para frutas y de los resultados obtenidos. El desarrollo de recubrimientos como aditivos alimentarios aplicados a productos hortofrutícolas ha promovido estudios científicos, desde mejoras para obtener un recubrimiento que cumpla con las normativas de calidad y que sea considerado con el medio ambiente hasta la determinación de su influencia en la salud del consumidor final. El uso de este tipo de aditivos ayuda a devolver al fruto la capa de cera natural perdida en procesos anteriores, mejora la capacidad de controlar la pérdida de masa representada en agua, O2 y CO2 y brindar mejor apariencia, así como tener efectos positivos sobre el control de la tasa de crecimiento microbiano. Así mismo hay resultados científicos que evidencian grados de toxicidad, de precaución, la restricción total por parte de los entes reguladores o por lo contrario el carácter inofensivo de ciertos aditivos. Por lo anteriormente mencionado, se hace necesario continuar con este tipo de investigaciones. Palabras clave: recubrimientos para frutas, ceras, resinas, recubrimientos comestibles. Abstract This article is a review of the materials and methods used for fruit coating and of the results obtained.The development of coatings as food additives applied to Horticultural products has promoted scientific studies, from improvements to obtain a coating that meets quality standards and be environment friendly until to determine their influence on the health of the final consumer. The use of such additives helps to restore the fruit layer of natural wax lost in previous processes, improve the ability to control the mass loss represented water, O2 and CO2 and provide better appearance and have positive effects on the control of microbial growth rate. Also there are scientific findings that show degrees of toxicity, of caution, total restriction by regulators or by otherwise harmless nature of certain additives. By the above, it is necessary to continue this type of research. Key-Words: coatings for fruits, waxes, resins, edible coatings.

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I. INTRODUCCIÓN La deshidratación y demás pérdidas nutricionales y de apariencia a que se enfrentan las frutas entre el momento de su recolección hasta su consumo son muy importantes. Un promedio de pérdida en poscosecha de frutas frescas está entre un 5 y 25% en países desarrollados, para el caso de países en vía de desarrollo este porcentaje alcanza valores entre 20 y 50%, variando según el fruto (Pérez-Gago et al., 2008). Es de vital importancia entonces el tener en cuenta siempre (a) variables como medioambiente y factores biológicos en cuanto a su influencia en el deterioro del fruto, por otra parte (b) el uso de tecnologías poscosecha que prolonguen su vida de anaquel, manteniendo la calidad del fruto la mayor cantidad de tiempo posible. Un proceso de conservación como almacenamiento en frio ayuda en el retraso de reacciones enzimáticas, sin embargo como efectos secundarios pueden ocurrir daños por frio en algunos frutos. El proceso de encerado es un tratamiento aplicado a frutas céreas (aguacate, piña, cítricos, manzana, mango y tomate) para: devolver al fruto la capa de cera natural pérdida en procesos anteriores, reducir la deshidratación durante el período de almacenamiento, proveer una barrera en la tasa respiratoria, brindar mejor apariencia, así como proteger y/o regular el crecimiento de microorganismos (Gómez, 2011; Carvalho et al., 2012). Este proceso hace parte del nivel de transformación cero, según los niveles de agroindustria, en el cual los productos no se ven afectados en su tejido o estructura (Equipo Técnico Plan Frutícola Nacional – PFN, 2006). Como se muestra, este proceso tiene múltiples ventajas. Los recubrimientos utilizados en

el encerado pueden ser de dos clases conocidas, las llamadas ceras y resinas, así como los denominados recubrimientos comestibles. Encontrando a estos últimos como la alternativa más utilizada actualmente en detrimento de los compuestos derivados del petróleo, asegurando la calidad de los frutos, así como de respeto al medioambiente. Es preocupante que el sector frutícola de Colombia, el cual representa para el país una importante fuente de crecimiento de la agricultura, enfoque la importancia de los recubrimientos utilizados en el proceso de encerado principalmente en la mejora de la apariencia del fruto y no en pro de una buena conservación. En otros países la apariencia pasa a segundo plano, y la reducción de peso y calidad del fruto es primordial (Carvalho et al., 2012). En este artículo se presentan algunos datos relevantes al respecto de los recubrimientos empleados en el encerado de frutos, estudios realizados a algunos de estos compuestos en pro de mostrar su importancia y la necesidad que tiene el país en continuar estudiándolos para conseguir una mejor calidad del fruto en anaquel, en beneficio del consumidor final. II. MÉTODOS Y MATERIALES La manipulación poscosecha en frutas cuenta con varios métodos y técnicas, esquematizadas según las operaciones generales llevadas a cabo para cítricos (Figura 1), estas operaciones buscan cumplir el objetivo de conservar las propiedades del fruto como calidad organoléptica y microbiológica, mejoramiento de su apariencia, todo esto según la normatividad vigente desde la cosecha hasta el consumidor. En el caso de Colombia hay normatividad para almacenamiento, empaque, embalaje y

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transporte (NTC 3523-2, 3523-3, 3518, 1248-2, 1248-3, 1266-2, 1266-3, 1266-4,

1268-4, 1268-3 y 1268-2) (ICONTEC. Normas técnicas Colombianas).

Figura 1. Diagrama general de manipulación de cítricos. Los trazos discontinuos indican vías opcionales de procesamiento. Tomado de CORPORACIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA (2012).

El proceso de encerado comienza con el despaletizado de la fruta antes de introducirla a la línea de confección, es realizado después de un lavado y cepillado previo de los frutos y de haber pasado por un tratamiento de fungicida, esto es importante teniendo en cuenta que algunos de los recubrimientos pueden contener estos. Se recomienda que el proceso de encerado sea realizado por boquillas que aseguren la correcta aplicación del producto sobre toda la

superficie del fruto, para aportar reducción de pérdidas de peso y de arrugamiento, retraso de la senescencia y brillo. Tras el encerado la fruta debe secarse en túneles, debido a que algunas formulaciones, específicamente hablando de las ceras, están formuladas como emulsiones acuosas, esta agua contenida debe ser evaporada para que la película quedé adherida a la superficie de la fruta. Una variable a controlar es la temperatura

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de secado, pues una elevada temperatura podría modificar características organolépticas y fisicoquímicas del fruto, generalmente la temperatura del aire está entre 40-50 °C y el tiempo de permanencia en el túnel debe ser menor a 3 min. En la actualidad se están haciendo formulaciones de ceras que sequen a una menor temperatura (30 °C) para reducir alteraciones en los frutos (Carvalho et al., 2012; Conesa E., 2010). En cuanto a los recubrimientos de frutas generalmente utilizados se encuentran: a) Las ceras. Estos compuestos son ésteres muy resistentes a la hidrólisis, por lo que cumplen un papel como protectores en la superficie de hojas, tallos y frutos, de las plantas al igual que en el pelo, lana, escamas y plumas de los animales, como

pueden ser obtenidos de tan diversas fuentes son abundantes en la naturaleza. La capa de cera en los tejidos de los organismos regula el intercambio gaseoso, por sus características estructurales (rica en ácidos grasos) son hidrofóbicas en su mayoría y protegen contra insectos. En la manzana por ejemplo, se encuentran en una concentración de 1.5 mg/cm2 de epidermis (Badui, 2006). Estos compuestos generalmente están asociados a parafinas entre otros, de alto peso molecular. La Figura 2, muestra las conocidas cera de abejas y de carnauba como ejemplos. Además de las ceras de origen natural, las hay producidas por el hombre, una de ellas es la cera de polietileno oxidada, derivada del petróleo que se emplea en recubrimiento de frutos céreos.

Figura 2. (a) Palmitato de miricilo encontrado en la cera de abeja. Tomado de BADUI (2006). (b) Cera de carnaúba. Tomado de Web de ILSI México y Universidad Iberoamericana.

b) Las resinas: específicamente las denominadas oleorresinas, que hacen parte de las resinas naturales, se obtienen de diferentes plantas por medio de una extracción con disolventes orgánicos que posteriormente son eliminados por destilación, el producto obtenido es un líquido viscoso y coloreado que contiene una mezcla de compuestos volátiles y no volátiles (ácidos diterpénicos) (Plaza & Lock de Ugaz, 1997). La resina de pino, por ejemplo, cuenta con mayor proporción de estos compuestos no volátiles (entre el 64-70%), reunidos en el nombre de

colofonia, el mayor componente de la colofonia es el ácido abiético (Figura 3). Las colofonias y sus derivados se utilizan en la producción de sustancias tensoactivas, gomas de mascar compuestos cerosos para el recubrimiento de cítricos y retrasar reacciones enzimáticas (Gómez, 2011). Además de las resinas naturales, están las de origen sintético, como son las epoxi consideradas las de mejor recubrimiento en productos enlatados.

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Figura 3. Ácido abiético.

c) Recubrimientos comestibles: también conocidos como edible coatings, se pueden definir como una matriz continua delgada, que se estructura alrededor del alimento generalmente mediante la inmersión del mismo en una solución que contiene el producto comestible (RamosGarcía et al., 2010), creando una barrera semipermeable a gases (O2 y CO2) y vapor de agua. Mejoran las propiedades de conservación del fruto, reteniendo compuestos volátiles, además que pueden llevar aditivos alimentarios como agentes antimicrobianos, antioxidantes, etc. que permitan retardar el pardeamiento enzimático, escaldado superficial, perdida de textura, entre otras. La solución

formadora del recubrimiento pueden estar conformadas por un polisacáridos, de naturaleza proteica, lipídica o por una mezcla de los mismos (Krotcha et al., 1994), además también puede tener mezclas con ceras naturales, un biopolímero utilizado para la formulación de este tipo de recubrimientos por sus propiedades fisicoquímicas particulares es el quitosano, el cual reduce el crecimiento de hongos y bacterias (Figura 4). A diferencia de las ceras sintéticas no requieren equipos de alta gamma para su elaboración, de hecho a escala laboratorio pueden ser fabricadas. Se clasifican en hidrocoloides, lípidos y composites (mezclas de los dos mencionados).

Figura 4. Quitosano. Tomado de CAMPANA-FILHO et al., 2007. Teniendo en cuenta la información anterior al respecto de las características generales de las diferentes sustancias empleadas en el recubrimiento para mantener la calidad del fruto, la mejora de

su apariencia, la prolongación de su vida en anaquel y la regulación de procesos fisiológicos (Baez et al., 2000), cabe resaltar en este momento las ceras y resinas usadas como aditivos alimentarios

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para recubrimiento de frutos en la industria, según código europeo E, (Tabla 1). Los estudios dirigidos a recubrimientos comestibles son relativamente recientes, desde la década del 90 y no han sido definitivos por lo que no cuentan con código, sea E, INS (International Number System) o SIN (Sistema Internacional Numérico). El uso de recubrimientos está regulado por entidades oficiales en los diferentes países donde son utilizados. En EE.UU., la agencia encargada es la FDA (Food and Drug Administration), en Japón es el Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social y en la UE, cada país tiene sus normativas juntamente con las dadas en el CODEX (FAO). En Colombia no hay un ente y por tanto no existen normativas gubernamentales para el uso de este tipo de aditivos alimentarios.

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Tabla1. Aditivos alimentarios que pueden utilizarse para recubrimientos de frutos cítricos según la Unión Europea, así como algunos soportes y disolventes soportes. Tomado de Carvalho et al., 2012; Gómez, 2011 y http://www.aditivos-alimentarios.com/

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III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A pesar de que sustancias como las ceras y resinas están en el mercado de los aditivos alimentarios, entre otros usos, para el recubrimiento de diferentes frutos con el objetivo de brindar ventajas como reducción en la perdida de agua, protección al medio de anaquel, mejora de apariencia, control de intercambio gaseoso retardando el proceso de maduración y permitir la adición de fungicidas para control de hongos, también se han demostrado algunas desventajas, tal como se vio en la Tabla 1, generalmente los productos de carácter sintético han manifestado tener algunas repercusiones en la salud del consumidor. Por otra parte, algunos provenientes de fuentes naturales han sido restringidos, como la cera de carnauba (E903) según el documento oficial publicado por el CCFO (Codex Committee on Fats and Oils) en 2013, por su baja solubilidad en agua y alto punto de fusión a máximo 200mg/kg (CODEX Committee on Fats and Oils (CCFO), 2013). A nivel toxicológico no se identificaron efectos crónicos relacionados al consumo de cera de carnauba. Este mismo comité en opinión científica determinó que la cera de candelilla y el glicerol no serian un problema de salud en cargas menores. De forma similar las resinas de origen natural pueden contener sustancias indeseables en el proceso de obtención, estas sustancias dependen de la polaridad del disolvente y del contenido de la humedad de la materia prima; las contaminaciones más importantes se deben a la presencia de taninos, azúcares, almidones, resinas y pigmentos, que se eliminan por medio de algunos tratamientos de solubilización, filtración o

centrifugación; el paso que requiere de más precaución es la concentración, ya que sus constituyentes son muy sensibles a las altas temperaturas y se destruyen con facilidad (Plaza & Lock de Ugaz, 1997). Al ser un campo de investigación tan amplio se han desarrollado estudios sobre estos aditivos alimentarios en cuanto a: sus efectos en la salud del consumidor, mejoras del recubrimiento modificando productos sintéticos por naturales. Por ejemplo, se realizó un estudio sobre la compatibilidad de una cepa de la levadura Guilliermondii Pichia con ceras comerciales para el control de cítricos, fue demostrado que es eficaz contra el moho azul de cítricos, como una alternativa para fungicidas sintéticos. Los resultados arrojaron que el número de células aumentó significativamente con el tiempo de incubación en caja de petri con cera de abejas, colofonia (resina de pino), se debe aplicar en mayor concentración en este tipo de recubrimientos para que no pierda eficiencia durante el almacenamiento a largo plazo y tenga suficiente tiempo para multiplicarse y colonizar la superficie del fruto antes de la llegada del patógeno (Lahlalia et al., 2014). Un estudio similar fue en naranjas con el aceite esencial cuyas siglas en inglés son (EO) Cinnamomum Zeylanicum por sus propiedades como agente antifúngico, con diferentes ceras o resinas comerciales para recubrimiento, tales como mezcla de Goma Laca - Shellac (Resina) (E 904) y Cera de Carnauba (E 903), Goma Laca, Carnauba y Parafina. Los resultados arrojaron que el control de enfermedades en las naranjas contra los dos patógenos más importantes en poscosecha se mejoró con el EO mezclado con las ceras con respecto al EO en la misma concentración

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en solución etanólica; dado que las ceras o resinas solas no tienen ningún efecto antifúngico sobre el patógeno, implica que la eficacia es debida en un 100% al EO, esta información es necesaria para la formulación de biofungicidas, se consiguió excelente control de la enfermedad con el EO incorporado en la Goma Laca (Shellac) (E 904) y/o Cera de Carnauba (E 903) en comparación con las otras mezclas realizadas (Sosthène et al., 2012). Otros estudios sobre cera de caña de azúcar (D-003) que es una mezcla de cadenas muy largas de ácidos alifáticos, han demostrado que no presenta toxicidad o efectos mutagénicos in vitro e in vivo, ni tampoco disminuyó la fertilidad de los animales y/o reproducción después de tratamiento oral de ratas, sin embargo su potencial carcinogénico debe evaluarse a largo plazo (24 meses) periodo después del cual no proporcionó evidencias de carcinogenicidad, teniendo en cuenta para todo estos parámetros evaluados una dosis máxima de 1500mg/kg (Gámez et al., 2007). Este estudio propicio otro donde se modificó la especie experimental, de ratas a ratones, demostrando que D-003 en dosis de 1500mg/kg y administrado por vía oral, durante un periodo de 18 meses, no mostro evidencias de carcinogenicidad o toxicidad en esta segunda especie estudiada (Noa et al., 2009). Según la evaluación dirigida por EFSA (European Food Safety Authority) para determinar la toxicidad de la cera de carnauba, ya restringida en la UE, considera que la absorción de esta por el tracto gastrointestinal será baja, y si la hay es poco probable que sea suceptible al ataque de las enzimas digestivas o la microbiota intestinal. Un estudio oral con una DL50 de 1500mg/kg en ratas para

investigar la absorción y acumulación en el hígado y otros órganos de esta cepa no mostro cambios histopatológicos en tal órgano y otros tejidos ((CODEX Committee on Fats and Oils (CCFO), 2013). En Colombia se están llevando a cabo estudios sobre el comportamiento de diferentes ceras en función de las diferentes condiciones ambientales del país. En este sentido, la empresa Colombiana Tao Química S. A. S., ha realizado ensayos donde ha observado que para humedades relativas altas, el agua del ambiente tiende a condensarse sobre la fruta, por lo que hay que aumentar la dilución inicial de cera, disminuyendo el brillo en la fruta y el control de las pérdidas de peso. En climas fríos como Bogotá, con humedades relativas entre 76 y 86% y en temporadas de alto invierno se han encontrado problemas debido a la dificultad de secado del recubrimiento de la fruta puesto que el gradiente de concentración de agua se hace muy pequeño, lo cual disminuye drásticamente la velocidad de secado. Adicionalmente, la condensación de agua sobre la fruta puede conducir a problemas de blanqueamiento. En otras regiones del país como el Valle del Cauca y suroeste antioqueño, donde se presentan humedades relativas inferiores, no se han presentado este tipo de inconvenientes y se encuentran tiempos de secado más cortos, por lo que se puede disminuir la concentración de la cera (Carvalho et al., 2012; Tao Química, 2011). Otro estudio evaluó el efecto de una cera comercial (mezcla de resina sintética y natural con goma laca) en mandarina, encontrando que no se evidenciaron diferencias significativas entre la pérdida de peso de frutos encerados y los no encerados. No se

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observó efecto significativo de la cera sobre los parámetros organolépticos ni sensoriales (Carvalho et al., 2010). Los recubrimientos comestibles (RC), por su parte, surgieron por la necesidad de una alternativa a los aditivos para recubrimiento de frutos conocidos en la industria, son ideales desde el punto de vista medioambiental, puesto que son biodegradables y pueden ser consumidos con el producto sin precaución. Además en el futuro, los recubrimientos comestibles podrían reducir la necesidad de refrigeración y el costo de almacenamiento para mantener las concentraciones de los gases óptimas durante toda la vida del producto (PérezGago et al., 2008). Han sido objeto de investigación hidrocoloides de naturaleza proteica: caseína, pectina, así como su mezcla junto a alginato sodio y el efecto de adición de CaCl2 como material entrecruzante entre los componentes de la mezcla, goma tragacanto, goma guar, etilcelulosa, goma de mezquite, gluten de trigo, gelatina adicionada con glicerol, sorbitol, y sucrosa como plastificantes (Quintero et al., 2010). Una investigación sobre almidones nativos de interés como el oxidado de yuca (AOL) (15%) con glicerol como plastificante (10%) y un compuesto lipídico (3%), sobre la calidad del mango demostró que el recubrimiento logro disminuir significativamente el índice de respiración y transpiración de los frutos, además que el almacenamiento con AOL resultó ser el mejor tratamiento retardando cambios en la pérdida de peso y maduración del fruto, prolongando su vida de anaquel (Figueroa et al., 2013). Estos recubrimientos son de gran interés por ser biopolímeros con bajo precio y accesibilidad. Los polisacáridos y las proteínas son buenos materiales para

la formación de RC por mostrar excelentes propiedades mecánicas y estructurales pero tienen una baja resistencia a la humedad, problema que no presentan los lípidos por su carácter hidrofóbico, especialmente los que tienen punto de fusión altos. Debido a esto ceras como la de abejas y la de carnauba han sido atractivas para el desarrollo de investigaciones que muestren su influencia en la generación de un buen agente de recubrimiento, tal es el caso de la mezcla de cera de carnauba con niacina, que es considerada en la prevención de microorganismos, extendiendo la vida del fruto (Puttalingamma, 2014). Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, se hace evidente la necesidad de continuar investigando sobre los recubrimientos para frutas en función de la especie, el cultivar, el índice de madurez, la localidad y el almacenamiento, para conseguir una mejor manipulación y calidad del producto. Por otra parte, se requiere continuar con el estudio de recubrimientos donde los componentes sintéticos sean reemplazados por naturales, en camino a utilizar mayoritariamente recubrimientos 100% comestibles, pues es benéfico para el medio ambiente (Martínez-Jávega et al., 2010), en cuanto a procesos dentro de la línea de confección y también por efectos secundarios en la salud de los consumidores finales de las frutas. IV. CONCLUSIONES 1) En este momento, en el país se requieren alternativas para las ceras, resinas y recubrimientos comestibles empleados en frutas, el proceso no se emplea de una forma adecuada y el sector frutícola no ha entendido su importancia. Deben realizarse estudios

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y evaluaciones de ceras y recubrimientos en función de la especie/variedad, índice de madurez, localidad y almacenamiento y comercialización, así como del proceso de aplicación. Igualmente, son necesarias campañas de educación con apoyo del gobierno para sensibilizar a los productores, comercializadores y consumidores de su importancia y de las ventajas que representan para los alimentos y para la cadena de distribución. Además, falta una regulación nacional sobre ceras y recubrimientos a aplicar en alimentos, lo que fomenta la competencia desleal y pone en causa la seguridad de los consumidores. 2) Los recubrimientos comestibles son matrices que permiten acarrear diversas y múltiples formulaciones, lo cual debe ser utilizado en el desarrollo de productos innovadores. Son amigables con el medio ambiente y con la salud del consumidor final, lo cual es indispensable para un aditivo alimentario. Es necesario que los estudios realizados a este tipo de recubrimientos pasen de la escala laboratorio a escala industrial para así conocer su alcance y vincularlos a la regulación nacional e internacional de aditivos alimentarios. V. REFERENCIAS Aditivos alimentarios. http://www.aditivosalimentarios.com/. Badui Dergal Salvador. (2006). Química de los Alimentos. Cuarta edición. Pearson Educación, México. ISBN 970-26-0670-5.

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