Investigación Nacional

El Arándano y Su Forma Exacta de Medir Su Madurez

Las decisiones de cuándo cosechar y de enviar la fruta a una larga travesía en poscosecha, entre otras, dependen en gran parte de la madurez del fruto. Para medirla con seguridad, velocidad, de manera económica, en terreno y sin recurrir al laboratorio, los investigadores han desarrollado una técnica basada en la predicción del contenido de antocianinas a partir de las longitudes de onda que refleja el fruto.

Una de las dificultades que presenta la exportación de arándanos de óptima calidad al exterior, tiene que ver con la determinación de su madurez. El criterio para determinar la cosecha es el color, pero resulta difícil decidir cuán azul debe estar la fruta, por una parte, y, por otra, visualmente no se aprecia diferencia entre una baya que recién alcanzó la madurez de otra que lo hizo hace 3, 5 o 7 días y cuya condición va a ser muy distinta. Actualmente para programar las cosechas y proyectar la durabilidad de la fruta en poscosecha se utilizan refractómetros con los cuales se establecen los grados Brix, durómetros para conocer la firmeza, medición del diámetro e índice de color visual. También se emplea la determinación de antocianinas y acidez titulable a través de análisis químico en laboratorio. Ello se efectúa en forma limitada (una a cinco muestras), no solo por el costo, sino también porque el tiempo que tarda la obtención de los resultados dificulta la toma de decisiones oportunas. Otra vía corresponde a la consulta de manuales técnicos o recomendaciones bibliográficas, pero un error de apreciación puede traducirse en graves pérdidas.

Chile ha ido quedando atrás a nivel competitivo respecto de México y Perú, entre otros países, en aspectos de calidad muy relacionados con la madurez de los frutos, como el ablandamiento. Lo anterior impacta en el precio del producto fresco.

Todas estas razones llevaron a los especialistas en agricultura de precisión de INIA Quilamapu, en conjunto con Hortifrut, a desarrollar una tecnología que permitiera hacer la evaluación en terreno, de manera rápida y sencilla.

USO DE TECNOLOGÍA DE VISIÓN DIGITAL Y SISTEMAS NO DESTRUCTIVOS DE LA FRUTA

La investigación se dirigió a validar un modelo para la clasificación de las bayas cosechadas en cuanto a su calidad y su potencial de vida poscosecha, con el fin de facilitar la logística comercial. Se utiliza tecnología de visión digital y sistemas no destructivos de la fruta para discernir con exactitud la condición de madurez de los arándanos según su color.

Para ello se basaron en la relación existente entre el estado de madurez del ‘berry’ azul y la presencia de un tipo de flavonoides, las antocianinas. Las antocianinas son compuestos químicos asociados a los colores rojo, azul y violeta, presentes en las capas epidermales de frutos como manzana, ciruela, uva y arándano, entre otras. Además poseen una alta capacidad antioxidante con múltiples beneficios para la salud, por lo que conocer su nivel en el producto significaría un sello adicional de calidad a nivel comercial.

Para la investigación se recolectaron muestras de arándano de la variedad Brigitta en tres localidades de la Región de Biobío. Las muestras se llevaron al laboratorio donde se mantuvieron en refrigeración a 4°C hasta su evaluación. El procedimiento se repitió en tres campañas (2014-2017).

Utilizando distintos procedimientos, se llegó a un esquema de clasificación de madurez de los frutos según su contenido de antocianinas medido en laboratorio con el método Glories, modificado por el Institut Cooperatif du Vin.

Luego se logró correlacionar las mediciones de equipos espectrorradiométricos Vis-NIR (OceanOptics) con el contenido de antocianinas de grupos de bayas de muestras conocidas y homogeneizadas. Se generó así un modelo de predicción para las antocianinas usando los datos obtenidos con dicho equipo, el cual reduce a 2 minutos la medición por muestra, sin necesidad de enviarla al laboratorio, donde la extracción de antocianinas toma 7 horas.

PREDICCIÓN ALCANZA UN ALTO NIVEL ESTADÍSTICO DE CERTEZA

El sistema se probó aplicándolo sobre 300 muestras de frutos de la cosecha 2018, quedando comprobada la utilidad potencial de la espectroscopía NIR para predecir el nivel de antocianinas. La validación del modelo para dicha temporada arrojó un valor r2 = 0,8 vale decir un 80% de efectividad (figura 1). Queda por avanzar en el análisis para generar un modelo todavía más robusto de predicción, lo cual resulta perfectamente posible, según indicaron las investigadoras. El cuadro 2 entrega como ejemplo los resultados de 15 muestras de un total de más de 300 analizadas, donde se ve con claridad la coincidencia del valor de antocianinas extraídas en laboratorio (columna central) y la clasificación de madurez entregada por el modelo a partir de la medición del equipo Vis-NIR (columna de la derecha).

Se espera tener un equipo disponible a nivel de usuario para el año 2020. La idea es contar con un sensor de espectrofotometría de bajo costo que entregará el nivel de antocianinas, grados Brix, polifenoles, acidez titulable, índice de madurez y firmeza de las frutas. Una sola herramienta, versátil, rápida, eficiente, de bajo costo y con conexión a ‘smarphones’ para poder monitorear continuamente la fruta.

En terreno no se necesitará tomar una muestra, bastará que una persona acerque el espectrorradiómetro a un arándano, lo toque con la sonda de fibra óptica conectada al instrumento, y obtendrá una secuencia de datos: grados Brix, acidez titulable, firmeza, antocianinas, polifenoles e índice de madurez celular. La medición se puede repetir en cuantos frutos se requiera.