Vida Útil y Proceso de Descomposición de Arvejas Refrigeradas

Introducción y Desafíos en la Conservación de la Arveja

La arveja (Pisum sativum L.) es una de las principales plantas cultivadas comestibles en el mundo y es valorada como fuente de proteína debido a su alto valor nutritivo. En Colombia, Nariño se destaca como el principal productor, aportando el 55,2% de la producción nacional.

A pesar de su importancia económica, especialmente para pequeños y medianos agricultores de la zona andina, la arveja evidencia un incipiente manejo pos-cosecha y un nulo nivel de transformación. Tras la cosecha y debido a su naturaleza temporal y perecedera, la arveja acelera su metabolismo, disminuyendo su calidad y vida útil.

Este acelerado proceso de deterioro conlleva a pérdidas pos-cosecha y de frescura del producto, que pueden ascender hasta el 40% de la producción. Estas pérdidas se intensifican por daños mecánicos y prácticas inadecuadas de almacenamiento, manipulación y transporte. Aunque no es posible eliminar las pérdidas pos-cosecha por completo, estas se pueden reducir significativamente si se conoce la naturaleza del producto cosechado y se aplican las tecnologías apropiadas (Espinosa-Torres et al. 2010).

Mecanismos de Descomposición en Arvejas Frescas

La arveja, al ser un producto fresco, genera cambios en sus características físicas y valor nutritivo a partir del momento de la cosecha. La disminución en la calidad se puede explicar a través de varios procesos fisiológicos y bioquímicos:

• Respiración y Transpiración: Estos procesos metabólicos son inherentes a los productos frescos. La respiración consume reservas de energía y produce CO₂ y agua. La transpiración, la pérdida de agua en forma de vapor, lleva a la deshidratación y a la pérdida de peso.
• Producción de Ácido Carbónico: El CO₂ producido por la respiración, al disolverse en agua, forma ácido carbónico (H₂CO₃), que aumenta la acidez del medio. Esto puede originar exudados debido a la pérdida de capacidad de retención de agua en los tejidos de las proteínas, conllevando a su desnaturalización.
• Reacciones Enzimáticas: Se pueden desencadenar reacciones de hidrólisis y glicólisis, así como la acción de enzimas degradantes y oxidativas, que contribuyen al ablandamiento de los tejidos y a la alteración del color y sabor.
• Daños Tisulares: El exceso de humedad dentro del contenedor, asociado a una alta presión de vapor de agua, también puede causar daños en los tejidos vegetales (Lanchero et al.).

Estrategias para la Prolongación de la Vida Útil de la Arveja

Una de las técnicas más efectivas para mantener la calidad de los productos hortofrutícolas es la combinación de empaques plásticos y el almacenamiento a temperaturas de refrigeración. Estas tecnologías son accesibles y económicas para productores y comercializadores.

El Rol de la Refrigeración

El almacenamiento en refrigeración es un método que busca remover y minimizar el calor de los productos. Este proceso permite mantener la calidad de los frutos y hortalizas al:

• Reducir la intensidad respiratoria.
• Disminuir la producción de etileno, una hormona vegetal que acelera la maduración.
• Retardar la acción de enzimas degradantes y oxidativas.

Dichas técnicas son adecuadas para prolongar la vida útil de las frutas y hortalizas después de la cosecha, porque retardan la maduración y el deterioro al reducir la velocidad de los procesos metabólicos (Brasil & Siddiqui, 2018; Kyriacou & Rouphael, 2018). La efectividad de la refrigeración puede depender del origen geográfico del producto, ya que ejerce una acción modificadora sobre los procesos fisiológicos (Castro et al. 2003; Brasil & Siddiqui, 2018).

El Uso de Empaques Plásticos

Los empaques plásticos utilizados en alimentos, constituidos por materiales poliméricos derivados del petróleo, ofrecen ventajas como su disponibilidad, bajo costo, ligereza, versatilidad y propiedades de barrera (Tharanathan, 2003). Entre los tipos comunes se encuentran:

• Bolsa de polietileno de baja densidad (PE-LD).
• Envase plástico termoformado perforado de polietileno de alta densidad (PE-HD).
• Bandeja de poliestireno (PS), a menudo recubierta con películas autoadheribles de policloruro de vinilo (PVC).

El uso de empaques con permeabilidad al vapor de agua, según su calibre, permite un intercambio gaseoso que disminuye el nivel de oxígeno e incrementa el dióxido de carbono. Esta atmósfera modificada mejora la conservación de los productos agrícolas (Castro et al. 2003).

Estudio Experimental sobre Empaques y Temperaturas de Almacenamiento

Dada la importancia del cultivo de arveja, una investigación tuvo como propósito evaluar diferentes empaques y temperaturas de almacenamiento para la arveja en grano verde fresco, con el fin de proponer tecnologías sencillas y económicas de aplicar para productores y comercializadores. También buscó caracterizar la respuesta de los granos frescos, con base en algunos atributos pos-cosecha, durante el tiempo de vida útil.

Objetivo y Metodología del Diseño Experimental

El objetivo principal fue evaluar tipos de empaques (bolsa de polietileno de baja densidad -PE-LD-, envase plástico termoformado perforado -PE-HD- y bandeja de poliestireno -PS-) y temperaturas de almacenamiento (0°C, 4°C y 18°C) en dos variedades de arveja: Sureña y Obonuco Andina.

Se utilizó un diseño irrestrictamente al azar (DIA) con un arreglo trifactorial 3x3x2. Los factores de estudio fueron:

• Factor uno (Tipo de Empaque - FE):
  1. Bolsa de polietileno de baja densidad (PE-LD).
  2. Envase plástico termoformado perforado (PE-HD).
  3. Bandeja de poliestireno (PS).
• Factor dos (Temperatura de Almacenamiento - FT):
  1. 0°C.
  2. 4°C.
  3. 18°C.
• Factor tres (Variedades de Arveja - FV):
  1. Sureña.
  2. Obonuco Andina.

Esto resultó en un total de 18 tratamientos, con 5 repeticiones cada uno, sumando 90 unidades experimentales, con un peso aproximado de 220g cada una.

Variables Evaluadas y Métodos Analíticos

En las tres condiciones de almacenamiento y tipo de empaque, se realizaron lecturas cada dos días durante 16, 25 y 30 días para las siguientes variables:

• Porcentaje de brotación (PB): Se refiere a la germinación de los granos.
• Firmeza (F): Medida con un texturómetro LLOYD LS1, utilizando una punta cilíndrica de 0,46mm de diámetro, con una carga de 250 Newton (N) y velocidad de 21mm min^-1.
• Pérdida de peso (PP): Determinada mediante pesaje directo con una balanza analítica.
• Índice de color (IC): Evaluado según los parámetros del sistema de color CIELab (L = Luminancia o brillo, a = zona de variación de rojo a verde, b = zona de variación de amarillo a azul) (Andrade et al. 2016).

Constantes Cinéticas para la Predicción de la Vida Útil

Con los datos del seguimiento pos-cosecha, se graficó el comportamiento de cada variable y se linealizaron las curvas para encontrar las constantes cinéticas de velocidad de cambio (K). Se utilizaron modelos de orden cero (K) y primer orden (K´), que hacen referencia a la pendiente de la ecuación, para describir cómo cambia el atributo a lo largo del tiempo (Mendoza-Corvis et al. 2015).

El análisis estadístico incluyó un análisis de varianza (ANOVA) con prueba de F (al 5% de probabilidad) para las constantes cinéticas. En caso de diferencias significativas, se aplicó la prueba de comparación de múltiples medias de Tukey al 95% de confianza. La estimación de la vida útil se basó en la dependencia de estas constantes cinéticas a la temperatura, siguiendo la metodología descrita por Baldizón et al.

Resultados Clave del Estudio sobre la Vida Útil de la Arveja

El almacenamiento y la extensión de la vida útil están intrínsecamente relacionados con la conservación de la calidad de los productos hortícolas frescos (Kyriacou & Rouphael, 2018). Factores como la apariencia, el color y la textura son cruciales en la comercialización (Brasil & Siddiqui, 2018) y en la decisión de compra del consumidor (do Nascimento, 2015).

Comportamiento del Porcentaje de Brotación (PB)

El comportamiento del porcentaje de brotación en el tiempo respondió a una cinética de orden uno en todos los tratamientos. La brotación, aunque puede ser una característica no deseada por el consumidor en el grano fresco, ya que una gran cantidad de granos brotados no es aceptada, también es valorada por su mejora en la calidad nutricional en periodos cortos de almacenamiento (Urbano et al. 2005; Hajare et al. 2007; Swieca & Gawlik-Dziki, 2015).

En la interacción variedad por empaque por temperatura, se observó que a 0°C, la variedad Sureña, empacada en PE-LD, presentó la K´ más baja, indicando menor brotación. Por otro lado, la variedad Obonuco Andina, empacada en PS a 0°C, mostró diferencias significativas con los empaques PE-LD y PE-HD. En almacenamiento a 4°C, ambas variedades empacadas en PS exhibieron las K´ más altas, lo que significa una mayor tendencia a la brotación.

Estos resultados muestran que la temperatura de 0°C produce un menor porcentaje de granos brotados. El tiempo y las condiciones de la germinación, como luz, temperatura y humedad, favorecen el proceso de brotación (Mamilla & Mishra, 2017).

Impacto en la Firmeza (F)

Los cambios de firmeza de los granos de arveja en el tiempo respondieron a una cinética de orden cero en cada tratamiento. La temperatura afectó significativamente la firmeza: los granos de arveja almacenados a 0°C presentaron una constante cinética menor (K = 0,37a) en comparación con 4°C (K = 0,45b) y 18°C (K = 0,89c). Esto indica que el cambio de firmeza es menos drástico y los granos se conservan mejor a 0°C.

A pesar de que la firmeza se mantiene mejor a bajas temperaturas, conforme transcurrieron los días de evaluación, se evidenció una disminución general en los valores de firmeza bajo cualquier tratamiento. Esto difiere de algunos estudios donde la firmeza incrementó debido a la pérdida de agua y la transición de grano fresco a seco (Andrade et al. 2016), pero coincide con otros que señalan una pérdida de firmeza después de 21 días en refrigeración (Elwan et al. 2015).

Minimización de la Pérdida de Peso (PP)

La pérdida de peso en el almacenamiento de los granos de arveja mostró una cinética de orden uno. La menor pérdida de peso se evidenció a 0°C, específicamente en el empaque PE-HD, seguido por PS y PE-LD, independientemente de la variedad de arveja. A 4°C, no hubo diferencias significativas entre PE-HD y PS, pero sí en comparación con PE-LD.

Consideraciones sobre el Índice de Color (IC)

Para el índice de color, la constante cinética (K) más baja se encontró en el empaque PS, a 0°C, en la variedad Obonuco Andina. Los granos de arveja frescos, con brillo, firmes y con ausencia de brotes, favorecen la compra por parte del consumidor. El mantenimiento del color es un factor de calidad visual fundamental para la comercialización.

Condiciones Óptimas para la Conservación de Arvejas Refrigeradas

Los resultados de la investigación sugieren que las condiciones óptimas para la conservación de arvejas frescas son:

• Temperatura: 0°C es la temperatura más efectiva para mantener la firmeza, reducir la brotación y minimizar la pérdida de peso.
• Empaque:
  • Para la firmeza y pérdida de peso, el PE-HD (envase plástico termoformado perforado) mostró ser el más eficiente a 0°C.
  • Para minimizar la brotación, el PE-LD (bolsa de polietileno de baja densidad) fue el mejor para la variedad Sureña a 0°C, mientras que el PS (bandeja de poliestireno) fue relevante para la Obonuco Andina en cuanto al índice de color.
• Variedad: Se observaron diferencias entre las variedades Sureña y Obonuco Andina en su respuesta a las condiciones de almacenamiento, lo que subraya la importancia de considerar la especificidad de la variedad al diseñar estrategias de conservación.

Técnicas Avanzadas para la Conservación de Arvejas Ultracongeladas

Otra línea de investigación se centró en la conservación de la calidad de arvejas ultracongeladas mediante la aplicación de desinfectantes. Se realizaron pruebas preliminares con hipoclorito de sodio (50, 100 y 150 ppm), ozono (20 y 40 ppm) y aceites esenciales de orégano y tomillo (30, 50 y 70 ppm).

Basándose en análisis organolépticos, los tratamientos definitivos se establecieron como: hipoclorito de sodio a 100 ppm, ozono a 40 ppm y aceite esencial de tomillo a 50 ppm. A estos se les realizaron análisis organolépticos, físico-químicos y microbiológicos, además de la determinación de parámetros óptimos de desinfección y costos de producción.

Los resultados mostraron que el tratamiento control (sin desinfectante) presentó puntuaciones más bajas en los análisis organolépticos y microbiológicos. Las muestras desinfectadas mantuvieron sus características de calidad durante periodos más largos: 6, 5 y 8 meses, respectivamente, para hipoclorito de sodio, ozono y aceite esencial de tomillo. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la composición química de la arveja entre los tratamientos.

Se concluyó que el mejor tratamiento de desinfección para la arveja ultracongelada fue la aplicación de aceite esencial de tomillo a 50 ppm durante 5 minutos, debido a que permitió la mayor vida útil estimada (8 meses) en relación con los otros tratamientos.

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