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¿Qué es el gas etileno: información sobre el gas etileno y la maduración de la fruta?

¿Qué es el gas etileno: información sobre el gas etileno y la maduración de la fruta?


Quizás haya escuchado que se dice que no coloque las frutas recién cosechadas en el refrigerador junto con otros tipos de frutas para evitar que maduren demasiado. Esto se debe al gas etileno que desprenden algunas frutas. ¿Qué es el gas etileno? Sigue leyendo para aprender mas.

¿Qué es el gas etileno?

Sin olor e invisible a la vista, el etileno es un gas hidrocarbonado. El gas etileno en las frutas es un proceso que ocurre naturalmente como resultado de la maduración de la fruta o puede producirse cuando las plantas se lesionan de alguna manera.

Entonces, ¿qué es el gas etileno? El gas etileno en frutas y verduras es en realidad una hormona vegetal que regula el crecimiento y desarrollo de la planta, así como la velocidad a la que ocurren, como ocurre con las hormonas en humanos o animales.

El gas etileno se descubrió por primera vez hace unos 100 años cuando un estudiante notó que los árboles que crecían cerca de las farolas de gas dejaban caer las hojas más rápidamente (abscisas) que los plantados a una distancia de las lámparas.

Efectos del gas etileno y la maduración de la fruta

Las cantidades celulares de gas etileno en las frutas pueden alcanzar un nivel en el que se producen cambios fisiológicos. Los efectos del gas etileno y la maduración de la fruta también pueden verse afectados por otros gases, como el dióxido de carbono y el oxígeno, y varían de una fruta a otra. Las frutas como las manzanas y las peras emiten una mayor cantidad de gas etileno en las frutas, lo que afecta su maduración. Otras frutas, como las cerezas o los arándanos, producen muy poco gas etileno y, por lo tanto, no influyen en el proceso de maduración.

El efecto del gas etileno sobre la fruta es un cambio resultante en la textura (ablandamiento), el color y otros procesos. Considerado como una hormona del envejecimiento, el gas etileno no solo influye en la maduración de la fruta, sino que también puede hacer que las plantas mueran, lo que generalmente ocurre cuando la planta se daña de alguna manera.

Otros efectos del gas etileno son la pérdida de clorofila, el aborto del follaje y los tallos de las plantas, el acortamiento de los tallos y la flexión de los tallos (epinastia). El gas etileno puede ser bueno cuando se usa para acelerar la maduración de la fruta o malo cuando amarillea las verduras, daña los cogollos o causa la abscisión en los especímenes ornamentales.

Más información sobre el gas etileno

Como mensajero de la planta que indica el próximo movimiento de la planta, el gas etileno se puede utilizar para engañar a la planta para que madure antes sus frutas y verduras. En entornos comerciales, los agricultores utilizan productos líquidos que se introducen antes de la cosecha. El consumidor puede hacer esto en casa simplemente colocando la fruta o verdura en cuestión dentro de una bolsa de papel, como un tomate. Esto concentrará el gas etileno dentro de la bolsa, permitiendo que la fruta madure más rápidamente. No use una bolsa de plástico, que atrapará la humedad y puede ser contraproducente, haciendo que la fruta se pudra.

El etileno puede producirse no solo en la maduración de la fruta, sino también a partir de motores de escape de combustión interna, humo, vegetación en descomposición, fugas de gas natural, soldaduras y en algunos tipos de plantas de fabricación.


Detectando etileno, la hormona de maduración de la fruta.

La figura muestra la aplicación potencial del uso de la sonda fluorescente para la detección de gas etileno durante los procesos de maduración de frutos. En presencia de gas etileno, los fluoróforos de las sondas se activan y dan una señal aumentada.

El etileno es una hormona vegetal gaseosa que regula una amplia gama de procesos biológicos en las plantas. Está asociado con los procesos de maduración en una serie de frutas como manzanas y peras. Una mejor comprensión de los efectos de la concentración de etileno en el proceso de maduración puede conducir a una mejor gestión de la recolección, el almacenamiento y el transporte de la fruta. Sin embargo, los métodos actuales utilizados para medir el gas etileno requieren mucho tiempo y se basan en métodos instrumentales sofisticados. Estos métodos incluyen cromatografía de gases y espectrometría fotoacústica.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Huang Dejian del Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos del Departamento de Química, NUS ha desarrollado sondas fluorescentes que proporcionan una forma conveniente de detectar visualmente la presencia de gas etileno liberado del proceso de maduración de la fruta a través de un simple microscopio de fluorescencia. . Las sondas se desarrollan a partir de una clase de complejos de carbeno de metales de transición conocidos como catalizadores de Grubbs y pueden detectar etileno hasta un nivel de 0,9 ppm (partes por millón) en el aire. En presencia de otras posibles especies gaseosas que también pueden ser emitidas por la maduración de los frutos (por ejemplo, dióxido de carbono, dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno), el equipo de investigación descubrió que la eficacia de la sonda para detectar el gas etileno no se ve afectada, lo que demuestra que la sonda es selectivo. Esta sonda podría usarse para determinar la formación de etileno durante la maduración de la fruta para determinar los niveles de madurez de la fruta para la cosecha y el almacenamiento.

La sonda contiene moléculas débilmente fluorescentes que se activan cuando se exponen al gas etileno. La intensidad del color aumenta cuando se detecta más gas etileno. El equipo de investigación usó la sonda para monitorear el gas etileno emitido por cuatro tipos diferentes de frutas (maracuyá, aguacate, plátano y manzana) y encontró que la tasa de liberación de etileno aumenta linealmente con el tiempo de almacenamiento. Sus resultados son consistentes con estudios previos utilizando otros métodos de detección, mostrando el potencial de aplicación de las sondas.

El profesor Huang dijo: "Esta investigación abre una nueva vía para la aplicación de catalizadores de Grubbs en la química bioanalítica del etileno, que es importante para la biología vegetal, la agricultura y la industria alimentaria".


Maduración de tomates con plátanos

Los tomates producen etileno, que favorece la maduración. Colocar los tomates cerca de otra fruta que libere etileno, como un plátano, puede acelerar el proceso. El etileno es una hormona vegetal de origen natural y es uno de los compuestos más simples que afectan los procesos fisiológicos de las plantas. Los efectos del gas etileno y la maduración de la fruta también pueden verse afectados por otros gases, como el dióxido de carbono y el oxígeno, y esto varía de una fruta a otra.

La Extensión Cooperativa de la Universidad Estatal de Carolina del Norte también recomienda madurar los tomates en la ventana. Simplemente recoja los tomates, lávelos, séquelos y colóquelos en el alféizar de la ventana para que terminen de madurar. La maduración está marcada por cambios rápidos y dramáticos que dan a los frutos sus características atractivas y comestibles. Algunos de los cambios familiares son el ablandamiento, que resulta de la degradación de las sustancias de la pared celular y la desaparición de un fondo verde.


¿Cuáles son sus efectos sobre frutas y verduras?

Si bien el etileno es invaluable debido a su capacidad para iniciar el proceso de maduración en varias frutas y verduras, también puede ser muy dañino para muchas frutas, verduras, flores y plantas al acelerar el proceso de envejecimiento y disminuir la calidad del producto y la vida útil. El grado de daño depende de la concentración de etileno, el tiempo de exposición y la temperatura del producto.

Las frutas y verduras juegan un papel vital en la nutrición humana. Uno de los pocos factores que influyen en su valor económico es el período de maduración relativamente corto y la vida poscosecha reducida que suelen tener. La maduración excesiva de frutas y verduras conduce a un ablandamiento excesivo que resulta en deterioro y daño durante el envío y la manipulación.

La desaceleración del proceso de maduración y disminución de la calidad prolonga el almacenamiento y la vida útil de las frutas y verduras frescas. Monitorear la vida útil de los productos frescos no solo ayuda al productor a ahorrar en pérdidas poscosecha, sino que los consumidores también se benefician en términos de conservación de la frescura durante períodos más largos, lo que da como resultado un valor agregado a las frutas y verduras.

Es necesario comprender la relación fundamental entre el etileno y las tasas de respiración de la fruta durante la maduración para gestionar los procesos de recolección, almacenamiento y distribución.

Cuando la sustancia química se expone a productos frescos, se adhiere a sus receptores de etileno y estimula las etapas de maduración del producto. La reacción química dentro de las frutas y verduras provoca el desarrollo de sabores, vitaminas, firmeza, aroma, textura y color en el producto. Sin embargo, una exposición excesiva al etileno antes de que los envíos cumplan con los plazos y destinos requeridos puede provocar una maduración excesiva, una disminución en la calidad del producto y un aumento de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en todo el stock.

Uno de los mayores contribuyentes a las cantidades masivas de desechos dentro del sector de productos frescos está directamente relacionado con los casos de sobreexposición al etileno durante el proceso de maduración y almacenamiento. A escala mundial, el principal contribuyente al desperdicio de alimentos son las frutas y verduras, con un asombroso 45-50% de todos los productos frescos cosechados que se pierden o desperdician dentro de la cadena de suministro de alimentos. Esto es aproximadamente 1.3 mil millones de toneladas de alimentos, lo que equivale a $ 680 mil millones de dólares estadounidenses en productos frescos desperdiciados cada año.

Los efectos del etileno en las verduras se pueden evitar o reducir mediante:

  • Almacenamiento a baja temperatura. Por debajo de 5 ° C, los efectos del etileno se reducen considerablemente.
  • Mantener el área de almacenamiento ventilada para evitar la acumulación de etileno en el interior.
  • Eliminación de etileno de las salas de almacenamiento haciéndolo reaccionar con permanganato de potasio (KMnO3).
  • Oxidar etileno haciéndolo reaccionar con ozono (O3).
  • Almacenamiento en atmósfera con alto contenido de CO2.
  • Sistemas depuradores de aire para limpieza de almacenamiento.


Extensión cooperativa: árboles frutales

La mayoría de las frutas producen un compuesto gaseoso llamado etileno que inicia el proceso de maduración. Su nivel en frutos poco maduros es muy bajo, pero a medida que los frutos se desarrollan, producen cantidades mayores que aceleran el proceso de maduración o la etapa de maduración conocida como "climaterio". El nivel de etileno y la velocidad de maduración es un proceso que depende de la variedad. Algunas variedades de manzanas, como McIntosh, producen cantidades prodigiosas de etileno y son difíciles de almacenar una vez que esto ocurre. Cuando se cosechan después del rápido aumento de etileno, se ablandan y envejecen rápidamente en el almacenamiento. Otras variedades tienen un aumento más lento de etileno y una tasa de maduración más lenta. Para las manzanas que se almacenarán más de dos meses, es imperativo cosecharlas antes de que el nivel de etileno comience a aumentar rápidamente.

Las ciruelas y los melocotones también son sensibles al etileno y continuarán madurando después de la cosecha en respuesta a esta hormona. Algunas variedades de ciruelas, como la Shiro, maduran muy lentamente ya que se suprime la producción de etileno. Con estos tipos de climaterio suprimido, la fruta puede permanecer poco madura si se cosecha demasiado pronto. Otras variedades de ciruela como Early Golden maduran muy rápidamente. En este caso, la cosecha debe programarse con mayor precisión para que la fruta no esté demasiado madura cuando llegue al consumidor.

Para medir el etileno, se necesitan instrumentos costosos. A menudo, esto lo hacen laboratorios especializados y, a veces, Extensión Cooperativa para determinar si la fruta en una región general se encuentra todavía en una etapa en la que se puede almacenar a largo plazo. Se pueden usar métodos más baratos para medir la etapa de madurez, pero no son tan precisos como medir el nivel de etileno en la fruta.

Los métodos para controlar el etileno en la fruta incluyen la aplicación antes de la cosecha de aminovinilglicina (ReTain), la aplicación poscosecha de 1-metilciclopropeno (SmartFresh), el almacenamiento en frío, el almacenamiento en atmósfera controlada y la limpieza o eliminación de etileno.


Niveles e ingesta de oxígeno

También es fundamental proporcionar suficiente ventilación y entrada de aire fresco desde el exterior del invernadero. Debe haber 14 pies cúbicos de aire por cada pie cúbico de gas quemado o debe proporcionarse 1 pulgada cuadrada de área de abertura de la sección transversal de ventilación del aire exterior por cada 2,500 BTU de capacidad del calentador. La llama del quemador debe ser azul claro. Las llamas amarillas o anaranjadas indican que hay impurezas en el combustible o una configuración incorrecta del horno. Algunos cultivadores sellan los ventiladores completamente por la noche para ahorrar calor, sin embargo, las concentraciones de contaminantes pueden acumularse rápidamente sin ventilación nocturna. Se aconseja la instalación de una tubería que aspire aire cuando se enciende el quemador del horno.

Sin suficiente oxígeno, no ocurre una combustión completa, lo que resulta en niveles peligrosos de etileno, dióxido de azufre y otros gases. El oxígeno puede agotarse en 2 a 3 horas y provocar una combustión incompleta cuando no hay ventilación. En Alabama, es común que los invernaderos pasen días sin ventilación, ya que los días están nublados y las bajas temperaturas nocturnas requieren un funcionamiento continuo del calentador.

Los niveles de oxígeno en el invernadero son la principal preocupación cuando las temperaturas se vuelven frías y los productores sellan sus casas herméticamente para lograr una eficiencia de calefacción. Ya sea que un productor esté quemando gas, aceite o madera, se producirá una mezcla compleja de gases como monóxido de carbono, etileno, dióxido de nitrógeno u óxido nítrico. Si el combustible contiene azufre, también se produce dióxido de azufre. Las plantas son 5000 veces menos sensibles al monóxido de carbono que al etileno, pero los seres humanos son muy sensibles al envenenamiento por monóxido de carbono. El dióxido de azufre puede causar manchas cloróticas y blanqueamiento de las áreas interveinales de las plantas.


Zusammenfassung

En vegetativen Geweben, die mit IAA (β-Indolessigsäure) behandelt wurden, in sterilisierten oder befruchteten Blüten, oder in solchen, bei denen die Narbe mit IAA behandelt wurde sowie in vielen Früchten während des Klimakteriums zunylenchung dietung auf eine niedrige Produktionsrate ab. En Wurzelschnitten, die mit IAA behandelt wurden, spiegelt der zeitliche Verlauf der Äthylenbildung die Zusammenhänge zwischen innerer IAA-Konzentration und Äthylen-Produktionsrate más amplio. Nach Auxin-Applikation steigt der IAA-Gehalt zunächst an, sinkt dann jedoch wiederum rasch ab. Dieses Verhalten lässt sich mit der Induktion und Aktivierung des Enzymsystems erklären, das die IAA bindet und abbaut. Ein ähnlicher Mechanismus mag bei der Induktion der Äthylenbildung eine Rolle spielen.En vivo wird das Äthylen aus dem Methionin gebildet. Dabei erfolgt wahrscheinlich zunächst eine Überführung in das S-Adenosyl-Methionin, wonach das C1 decarboxyliert wird. Anschliessend wird das C2 - vermutlich als Folsäurederivat - abgespalten und das Äthylen aus dem C3 und C4, nach Übertragung der Methylmercapto-Gruppe auf ein geeignetes Rezeptor-Molekül, gebildet.

Análogo Untersuchungen zeigen, dass sich das Äthylen mit einem Ende an einen metallhaltigen Rezeptor in Form einer 'nicht kovalenten' Bindung anlagert (KA= 6 × 10 −10 M). Diese Bindung wird durch das CO2 kompetitiv gehemmt (KI= 4,9 × 10 −4 M). Hierdurch ist die Fähigkeit des CO2 erklärt, in sehr vielen biologischen Prozessen, einschliesslich der Fruchtreife, zum Äthylen antagonistisch zu wirken. Das CO2 verhindert nicht die Äthylenbildung, aber es kann die Fruchtreife beeinflussen und bestimmte physologische Störungen durch Bindung metallhaltiger Enzyme - beispielsweise der Katalase - hervorrufen. Bei niedrigen O2-Konzentrationen ist die Äthylenbildung gehemmt. Der Rezeptor hat eine weitgehend ähnliche O2-Afinität wie die Cytochrom-Oxidase. Darüberhinaus ist O2 für die Wirksamkeit des Äthylen erforderlich. Die reaktionskinetischen Vorstellungen, die die Situation am besten beschreiben, sind folgende: O2 verbindet sich mit dem Rezeptor (KS= 4 × 10 −5 M) oder oxidiert ihn indirekt, bevor das Äthylen ihn erreichen kann. Der Effekt, den ein geringer O2-Partialdruck hervorruft, besteht nicht in einer Atemhemmung, denn er spielt sich auf einem O2-Konzentrationsniveau ab, das für Atemhemmungen nicht niedrig genug ist. Ausserdem kann der Effekt durch Atemgifte nicht verdoppelt (vergrössert) werden. Eine geringe O2-Konzentration kann daher die Fruchtreife auf zwei Weisen verzögern: Senkung der Bildungsrate und Verringerung der Wirksamkeit des Äthylens.

Der Umfang des Gas-Austausches und somit die Äthylen-Konzentration innerhalb einer Frucht hängen vom Diffusions-Koeffizienten von Äthylen in Luft ab. Da dieser eine Funktion des atmosphärischen Druckes ist, senkt Aufbewahrung von Früchten bei Unterdruck ihren Äthylen-Gehalt. Diese Bedingung vermindert darüberhinaus den O2-Partialdruck, wodurch die Lagerfähigkeit von Früchten im Vorklimakterium stark erweitert wird.

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Ver el vídeo: Etileno - Maduración de las frutas - Budín de banana