El tomate ( Lycopersicon...
41
1. INTRODUCCIÓN El tomate (Lycopersicon esculentum) es, sin duda, una de las hortalizas más importante en el mundo, consumida ampliamente en la actualidad como producto fresco y procesado como salsa, ketchup, jugo y cocktails. Durante las últimas temporadas (1998-2001), la superficie contratada con tomate para industria presentó una tendencia al alza, sobretodo en las Regiones VI y VII. Sin embargo, debido a la fuerte competencia internacional de países como Estados Unidos y China en los mercados con mayor importancia para nuestro país como la Unión Europea, se ha producido un estancamiento de los precios de las pastas, y por lo tanto, una acumulación de stock, provocando problemas para la industria chilena (ODEPA, 2001). En la temporada 2000/ 2001, la superficie contratada fue de 8000 a 9000 ha (ODEPA, 2001). En el año 2002, se exportaron 100.120 toneladas (ODEPA, 2002). Para aumentar la competitividad de la producción chilena se hace necesaria la búsqueda de nuevas estrategias para mejorar la calidad del producto. Se debe tener en cuenta, que esta está asociada con la cantidad de sólidos solubles (sólidos solubles totales naturales, TNSS), ya que el nivel de azúcares disueltos es un requisito para la calidad de jugo de tomate y de otros productos, como la pulpa, demandado en mercados como la Unión Europea (JAUREGUI et al., 1999). En el siguiente trabajo se postula que es posible aumentar la proporción de asimilados importados por el fruto mediante la aplicación exógena de brassinoesteroides DI-31 y peróxido de hidrógeno. La idea fundamental de la aplicación de agua oxigenada es provocar una señal de estrés en la planta, y con ello, cambiar el orden de prioridades de particionamiento de asimilados para así aumentar la cantidad de asimilados en los frutos, lo que llevaría a un aumento de
Transcript of El tomate ( Lycopersicon...
1. INTRODUCCIÓN El tomate (Lycopersicon esculentum) es, sin duda, una de las hortalizas más
importante en el mundo, consumida ampliamente en la actualidad como producto
fresco y procesado como salsa, ketchup, jugo y cocktails.
Durante las últimas temporadas (1998-2001), la superficie contratada con tomate
para industria presentó una tendencia al alza, sobretodo en las Regiones VI y VII.
Sin embargo, debido a la fuerte competencia internacional de países como Estados
Unidos y China en los mercados con mayor importancia para nuestro país como la
Unión Europea, se ha producido un estancamiento de los precios de las pastas, y
por lo tanto, una acumulación de stock, provocando problemas para la industria
chilena (ODEPA, 2001).
En la temporada 2000/ 2001, la superficie contratada fue de 8000 a 9000 ha
(ODEPA, 2001). En el año 2002, se exportaron 100.120 toneladas (ODEPA, 2002).
Para aumentar la competitividad de la producción chilena se hace necesaria la
búsqueda de nuevas estrategias para mejorar la calidad del producto. Se debe tener
en cuenta, que esta está asociada con la cantidad de sólidos solubles (sólidos
solubles totales naturales, TNSS), ya que el nivel de azúcares disueltos es un
requisito para la calidad de jugo de tomate y de otros productos, como la pulpa,
demandado en mercados como la Unión Europea (JAUREGUI et al., 1999).
En el siguiente trabajo se postula que es posible aumentar la proporción de
asimilados importados por el fruto mediante la aplicación exógena de
brassinoesteroides DI-31 y peróxido de hidrógeno. La idea fundamental de la
aplicación de agua oxigenada es provocar una señal de estrés en la planta, y con
ello, cambiar el orden de prioridades de particionamiento de asimilados para así
aumentar la cantidad de asimilados en los frutos, lo que llevaría a un aumento de
2
sólidos solubles y con ello elevar el rendimiento industrial. Por otra parte, con la
aplicación exógena de brassinoesteroides DI-31 se busca aumentar la actividad de
las enzimas que participan en el mecanismo de particionamiento de asimilados, y
con ello, aumentar la cantidad de azúcares en el fruto. Esto se basa en que dicho
regulador incrementa la actividad de la invertasa extracelular, lo que permitiría que
una mayor cantidad de fotoasimilados lleguen a los frutos.
3
2. REVISION BIBLIOGRAFICA
2.1. Características de la planta:
El tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), pertenece a la clase de las
Dicotiledóneas, orden Solanales, familia Solanaceae (CHAMARRO, 1995).
Según CHAMARRO (1995), el tomate es una planta perenne, la cual es cultivada
como anual. La planta puede desarrollarse en forma rastrera, semierecta o erecta, y
su crecimiento puede ser determinado o indeterminado, lo que corresponde a una
característica varietal.
2.2. Características del fruto:
2.2.1. Características generales
El fruto del tomate es una baya bi o pluricarpelar que se desarrolla a partir de un
ovario de unos 5 a 10 mg y alcanza un peso final en la madurez que oscila entre los
5 y los 500 g, en función de la variedad y las condiciones de desarrollo
(CHAMARRO, 1995).
Según CIVERA (1990), el fruto del tomate de propósito industrial, es de forma
ovalada o tipo pera, con un peso promedio unitario de 60 gramos.
Las principales características cualitativas evaluables para un tomate de este tipo
son el color, pH, acidez, azúcar y características organolépticas (CIVERA, 1990).
Además, las variedades utilizadas deben estar adaptadas para una cosecha
mecánica, es por ello, que debe ser lo suficientemente firme para proteger al fruto
durante la cosecha y debe tener un corto período de formación de frutos, que
4
permita la producción simultánea de una alto porcentaje de frutos para la cosecha
(STEVENS y RICK, 1989).
2.2.2. Desarrollo del fruto
El desarrollo embrionario en muchas angiospermas ocurre comúnmente con el
desarrollo del ovario en un órgano especializado, el fruto, el cual provee un
ambiente adecuado para la maduración de la semilla y a menudo un mecanismo
para la dispersión de ésta al alcanzar la madurez (GILLASPY, BEN-DAVID,
GRUISSEM, 1993).
Durante el desarrollo del fruto, la pared del ovario se convierte en el pericarpio, el
cual consiste en tres distintos tejidos: el endocarpo, mesocarpo y el exocarpo. El
tabique de los carpelos divide el ovario y la fruta en dos o más lóculos. Una placenta
axial alargada, a la cual se unen las semillas, es altamente parenquimatosa y da
lugar más adelante, al tejido de la cavidad locular (GILLASPY, BEN-DAVID,
GRUISSEM, 1993)
El número de óvulos fertilizados está determinado por el número de granos de polen
germinados y el crecimiento exitoso del tubo polínico, alcanzando los micropilos de
los óvulos. La germinación del polen es termo dependiente, a temperatura de 25ºC,
ésta se lleva a cabo de una hora (HO y LEWITT, 1989).
El desarrollo del fruto consta de tres fases: la primera se refiere al desarrollo del
ovario y la formación del fruto; la segunda fase se refiere a la división celular, la
formación de la semilla y desarrollo temprano del embrión; y por ultimo la tercera
etapa consta de la extensión de la célula y la maduración del embrión (GILLASPY,
BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
5
Primera etapa
La naturaleza molecular de la señal que controla el desarrollo del ovario no se sabe,
pero se requiere de la síntesis temporal y espacial y la acción de hormonas tales
como auxinas, citoquininas y giberelinas, para el desarrollo normal del fruto
(GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
La fertilización después de la polinización requiere de la germinación del polen, la
penetración y el crecimiento del tubo polínico del tejido estilar hacia el óvulo y en el
saco embrionario para la fusión con la célula huevo. La presencia de óvulos
fertilizados permite el desarrollo del ovario en la fruta. Los factores que influyen en el
crecimiento son las auxinas y las giberelinas, donde estas últimas estimulan la
germinación del polen y la formación del tubo polínico. La aplicación exógena de
giberelina en las flores puede dar lugar a fruta en ausencia de la fertilización. Por
otra parte, dicha hormona permite aumentar la concentración de auxinas en el
ovario, lo cual permite que desempeñe un papel de señal y/o aumentar una señal
para el desarrollo de la fruta y la activación de la división celular (GILLASPY, BEN-
DAVID y GRUISSEM, 1993).
Segunda etapa
La segunda fase se caracteriza por división celular, la formación de la semilla y
desarrollo temprano del embrión. Luego de la fertilización del fruto de tomate, la
división celular es activada en el ovario, la cual continúa por siete a diez días.
Posteriormente las células individuales se agrandan, al igual que el fruto entero, por
las próximas seis a siete semanas. Antes de la elongación celular las células son
pequeñas, firmemente comprimidas, ricas en sustancias citoplasmáticas y tienen
vacuolas pequeñas. Mientras las células se agrandan, la pared primaria de la célula
y la capa citoplasmática llegan a ser muy finas y las vacuolas ocupan una mayor
proporción del volumen de la célula. Durante el inicio de la fase II, la actividad
mitótica se concentra en el pericarpio externo. A finales de la fase II y el traslape de
6
la fase III, la actividad mitótica se restringe a la capa externa del pericarpio y a la
capa placentaria externa, de las cuales son derivadas las células de los lóculos. El
tejido vascular continúa con su actividad mitótica; este incremento de actividad se
vuelve perceptible en el embrión. Por otro lado, se acepta que el desarrollo del
embrión o de la semilla controla la tasa y el mantenimiento de la división celular en
los tejidos adyacentes a él (GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
El número de óvulos fertilizados determina generalmente el crecimiento inicial del
ovario, es decir, el índice de la división celular. El número de células dentro del
ovario antes de la fertilización, el número de fertilizaciones exitosas que han
ocurrido dentro del ovario y el grado de la ampliación de la célula pueden determinar
el tamaño del fruto (GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
Durante el crecimiento del fruto, el contenido de materia seca, como porcentaje de
peso fresco, declina a medida que el fruto aumenta su contenido de agua. Antes de
la fertilización, el contenido de materia seca es de un 17% del peso del ovario. Una
vez que el fruto empieza a crecer, el contenido de materia seca se reduce a menos
del 10% al día diez y 5-7% al día veinte, manteniendo este nivel hasta su
maduración (HO y LEWITT, 1989).
Dentro de los factores biológicos para el desarrollo del fruto se encuentra una
correlación entre los altos niveles de citoquininas en la semilla y la actividad de la
división celular. En tomate, la mayoría de las citoquininas se encuentran en la
semilla en desarrollo y en muy baja concentración en el pericarpo y en la placenta
(GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
Tercera etapa
La tercera fase del desarrollo del fruto se refiere a la extensión de la célula y la
maduración del embrión. Después de la división celular, el crecimiento de la fruta se
debe a un aumento del volumen de la célula. El número y la sincronización de las
7
divisiones de la célula pueden variar en diversas frutas, y ambos contribuyen a su
tamaño final. El volumen de las células en la placenta, el tejido locular, y el tejido del
mesocarpo pueden aumentar en más de diez veces, pero las células que abarcan el
exocarpo y endocarpio, las cuales continúan dividiéndose, se elongan menos.
Durante la elongación rápida de la célula, el embrión se convierte de una estructura
globular a un embrión bilateral, con cotiledones bien desarrollados y se establece la
raíz (GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
El proceso de crecimiento del fruto está regulado por hormonas vegetales. Dentro
de éstas, las auxinas juegan un rol muy importante durante esta fase, ya que éstas
son responsables del aumento de extensión de las células. Hay dos “peaks” de
auxinas, el primero ocurre diez días después de la antesis y coincide con la
iniciación de la extensión de la célula. El segundo “peak” se observa en el desarrollo
de la fruta, lo que coincide con la fase del desarrollo del embrión. Durante este
periodo, las células han alcanzado su volumen máximo. Por otra parte, también se
observan dos “peaks” de giberelinas, si bien no se entiende bien cual es su rol, se
asume que tiene una importancia en estimular la división celular en la fase II y en
mantener la extensión de la célula en la fase III, es por ello que el aumento en esta
fase ocurre cuando el fruto alcanza su máximo tamaño, cuando los niveles de
auxinas disminuyen (GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
2.3. Mecanismo de particionamiento de asimilados:
El contenido de carbohidratos en el tomate es el principal determinante de la calidad
y valor en el cultivo, tanto en el producto destinado a fresco como para el industrial.
La economía de carbohidratos del fruto en desarrollo se determina por la relación
fuente/depósito, la que incluye la producción de fotoasimilados en la fuente, su
particionamiento en las hojas, transporte y exportación a depósitos alternativos para
finalmente ser importados y metabolizados en el fruto (HO, 1996a).
8
El patrón de crecimiento de la planta sugiere que existe una prioridad definida en el
particionamiento de asimilados entre los diferentes órganos en crecimiento. Estos
órganos tienen diferente capacidad para atraer asimilados (fuerza depósitos); la
prioridad de los órganos en recibir asimilados es resultado de la competencia entre
los distintos órganos depósito. La priorización de los depósitos que realiza la planta
es más clara cuando se estudia la distribución proporcional de asimilados bajo
condiciones limitantes, ya que los asimilados serán fijados primero por los depósitos
más fuertes. Los depósitos más débiles pueden o no recibir asimilados,
dependiendo de la disponibilidad (HO, 1996a).
La prioridad del particionamiento de asimilados de todos los órganos depósito puede
ser determinada por el potencial intrínseco de la fuerza como depósito en éstos.
Dicha fuerza puede estar afectada por las condiciones de crecimiento, tanto la
prioridad como la intensidad de la competencia puede ser alterada cuando la fuerza
del depósito de uno de los órganos es cambiada por las condiciones de crecimiento
(HO, 1996a)
Antes de la antesis de la primera flor la actividad de depósito es mínima. Luego, en
la antesis, el crecimiento del ovario se detiene, pero luego de la fertilización éste se
reanuda con un gran incremento en la importación de asimilados desde el ovario y
la inflorescencia (KINET y PEET,1997).
El desarrollo y el crecimiento de la fruta son dependientes de la fijación fotosintética
del dióxido de carbono y el transporte de la sucrosa, de los aminoácidos y de los
ácidos orgánicos al fruto. Es por ello que se hace necesario conocer los
fotoasimilados que son requeridos para mantener la división celular y el crecimiento
del tejido del fruto y el embrión. En la primera fase del desarrollo, por ejemplo, los
meristemas pueden ser clasificados como depósitos, debido a su alta actividad
metabólica y rápida división celular. Durante la etapa de la expansión de la célula y
maduración de la semilla, los frutos acumulan altos niveles de carbohidratos en
forma de azúcares o almidón (GILLASPY, BEN-DAVID y GRUISSEM, 1993).
9
Las hexosas (glucosa y fructosa), comprenden cerca del 50% de la materia seca en
el fruto maduro. Una pequeña proporción de azúcar soluble, generalmente menos
del 5% consiste en sucrosa, siendo ésta la traslocada a la fruta. La sucrosa es la
principal forma de transporte de carbono en las plantas superiores y es almacenada
en las vacuolas o exportada a otras partes de la planta (HO, 1996a).
La cantidad de sólidos solubles presentes en el fruto depende del potencial
fisiológico y genético de éstos para desarrollarlos. Existen factores que pueden
influir en este proceso, como son alta área foliar, nivel de asimilados exportados por
las hojas, nivel de importación de asimilados y metabolismo de carbohidratos de la
fruta (YOUNG, JUVIK y SULLIVAN, 1993).
La tasa de expansión del fruto es afectada por el aporte de asimilados, temperatura
y las relaciones hídricas en la planta. La tasa de crecimiento y el tamaño del fruto
está regulado por el importe de asimilados y agua. La fuerza del depósitos, medida
como la tasa de importación de asimilados puede estar relacionada con la ruta de
transporte de azúcares hacia el depósitos de las células durante el desarrollo del
fruto. El rendimiento está determinado por el balance entre la fuerza de las fuentes y
depósitos de la planta, y por otro lado, la calidad viene dada por el transporte y
metabolismo del azúcar (HO, 1996a). La fuerza del depósito del fruto se ve
principalmente afectada por la actividad de éste. El principal mecanismo que implica
la actividad de depósitos es el ascenso de la sucrosa por el floema, luego de la
hidrólisis de la misma, y por último, la biosíntesis y almacenamiento de
carbohidratos (YOUNG, JUVIK y SULLIVAN, 1993).
La acumulación de azúcar en las células de almacenamiento del fruto es crucial,
tanto para el tamaño como para el sabor. En la madurez del fruto, cerca de la mitad
de la materia seca es hexosa, la cual consta de un 65% de sólidos solubles en el
jugo del tomate (HO, 1996b).
10
2.3.1. Enzimas participantes del proceso de particionamiento de asimilados.
La regulación enzimática de la hidrólisis de la sucrosa por la sucrosa sintetasa y la
acumulación de almidón por la ADPG pirofosforilasa puede determinar el nivel de
importación de asimilados en la fruta joven. La actividad en la vacuola de la
invertasa puede determinar la composición de azúcares en el fruto maduro, pero no
afecta el contenido total de materia seca en el fruto de tomate (HO, 1996b).
Dentro de las enzimas que participan en el proceso de particionamiento de
asimilados se encuentran la invertasa y la sucrosa sintetasa reversible. La diferencia
entre los productos de las reacciones es importante. La invertasa hidroliza la
sucrosa (disacárido de 12 carbonos) directamente a glucosa y constituyentes de la
fructosa (hexosa). La reacción es irreversible y los productos difieren de la reacción
degradativa de la sucrosa sintetasa. Aunque la fructosa libre es producida en ambas
reacciones, la glucosa libre es producida sólo por la acción de la actividad de la
invertasa y la UDP-glucosa es formada durante la acción de la sucrosa sintetasa
(KOCH y ZENG, 2002).
Las enzimas tienen distintos sitios de acción. La sucrosa sintetasa actúa en el
citoplasma y es sensible a la modulación metabólica al nivel de la enzima (Ej.
fosforilación), y otros procesos. Por el contrario, la invertasa puede ser localizada en
la vacuola, citoplasma o compartimientos celulares (KOCH y ZENG, 2002).
La enzima sucrosa sintetasa (EC 2.4.1.13) cataliza la reacción reversible sucrosa +
UDP UDP-Glc + Fru, esta es la principal importancia fisiológica en la división de la
sucrosa, entregando UDP-Glc para el almidón, celulosa, síntesis de hemicelulosa y
la respiración. Evidencias fisiológicas y bioquímicas indican que la sucrosa sintetasa
es la enzima más importante en el crecimiento y desarrollo del tomate; esta enzima
es la llave para iniciar el metabolismo de la sucrosa en las etapas tempranas del
desarrollo del fruto, el nivel del importe de sucrosa es regulado por la concentración
11
de gradientes entre hojas y frutos y hay una relación inversa entre las niveles de
sucrosa en el fruto y su nivel de importe (WANG, SMITH y BRENNER, 1994).
La acumulación de sucrosa está asociada con la pérdida paulatina de la actividad de
la invertasa (EC. 3.2.1.26), particularmente la actividad de la forma enzimática que
es soluble en la vacuola. La otra forma de esta enzima se encuentra asociada a la
pared celular. En este caso la función enzimática parece mantenerse durante la
acumulación de sucrosa (SCHAFFER et al., 1999).
GOETZ, GODT y ROITSCH (2000) relacionan a los brassinoesteroides con el
metabolismo de los azúcares en la planta señalando que el transporte de largas
distancias de los asimilados, esencialmente de sucrosa, es conducido por una
gradiente de concentración entre los tejidos del depósito y fuente. Por otra parte, las
enzimas que están involucradas en el metabolismo de la sucrosa son posibles
blancos para la regulación del mecanismo para aumentar la fuerza del depósito y
así esto influencia el particionamiento de asimilados. De acuerdo al modelo de la
ruta apoplástica del floema, la sucrosa es liberada dentro de ésta. La invertasa
extracelular está unida iónicamente a la pared de la célula, produciendo una
hidrólisis irreversible de la sucrosa, con un resultado de monómeros de hexosas, los
cuales son llevados hacia arriba por transportadores de monosacáridos de las
células del depósito. La actividad de la invertasa extracelular es aumentada con la
aplicación exógena de brassinoesteroides.
2.3.2. Acumulación de almidón
SCHAFFER et al. (1999) reportan una correlación entre el contenido de almidón de
la fruta inmadura (joven) y el contenido de sólidos solubles en la fruta madura,
puesto que el almacenamiento de almidón actúa como un reservorio de
carbohidratos que van a contribuir al contenido de sólidos solubles en la fruta
madura.
12
El almidón y materiales estructurales son las principales formas en las que se
almacena el carbono importado. El nivel de almidón aumenta en las primeras etapas
de desarrollo del fruto, pero luego hay una reducción a cero en la maduración
avanzada, debido a su conversión a azúcares más simples (YOUNG, JUVIK y
SULLIVAN, 1993).
2.3.3. Acumulación de sucrosa
El contenido de carbohidratos y la composición son importantes determinantes de la
calidad de la fruta, lo cual está estrechamente ligado a la concentración de azúcar y
ácidos y en un mayor grado a los componentes de sólidos solubles, lo que
contribuye a la calidad del tomate para la agroindustria (KLANN, CHETELAT y
BENNETT,1993).
Muchos tejidos de las plantas que guardan grandes cantidades de azúcares, lo
hacen acumulando sucrosa, lo que se lleva a cabo en las etapas tardías de
desarrollo. Las ventajas de almacenar grandes cantidades de azúcar son: a) la
relativa inactividad bioquímica, donde el metabolismo depende sólo de unas pocas
enzimas, b) como disacárido tiene una mayor eficacia de almacenamiento de
carbohidratos que los monosacáridos (SCHAFFER et al., 1999).
La sucrosa apoplástica es hidrolizada por la invertasa de la pared celular. Los
productos de hexosas son llevados a través de la membrana hacia el citosol donde
la resíntesis de sucrosa ocurre y ésta es conducida a la vacuola donde la ausencia
de la invertasa ácida permite su almacenamiento (SCHAFFER et al., 1999).
2.3.4. Acumulación de fructosa
La fructosa es el doble de dulce que la glucosa. Es por ello que el incremento de la
relación fructosa:glucosa puede afectar al sabor. Los genotipos silvestres de L.
esculentum se caracterizan por una relación equimolar muy estrecha de fructosa y
13
glucosa. En el fruto maduro se presenta una alta relación fructosa:glucosa,
característica que no se presenta en frutos jóvenes. La síntesis de almidón en los
frutos, y la hidrólisis de la invertasa más que la sucrosa sintetasa es probablemente
el paso inicial en el mecanismo de traslocación de la sucrosa. La vía metabólica que
lleva a la síntesis de fructosa y su acumulación potencial puede requerir la
fosforilación y la isomerización de la hexosa fosfatada; de acuerdo a esto, el balance
de la fructosa kinasa y la actividad de la hexosa fosfata fosfatasa, en conjunto con la
isomerasa, puede afectar el nivel de fructosa:glucosa (SCHAFFER et al., 1999).
2.4. Parámetros de calidad:
2.4.1. Color
El color es un factor muy importante en cuanto al tomate para uso industrial. Éste
debe ser de un color rojo intenso y uniforme. El color verde de los tomates
inmaduros se debe a la presencia de clorofila. Luego este pigmento se degrada y se
sintetizan pigmentos amarillos, principalmente xantofilas y β-caroteno. A
continuación, el fruto del tomate adquiere una coloración roja, debido a la rápida
acumulación de licopeno. El β-caroteno contribuye de manera importante en el color
del fruto en sus primeras etapas de maduración, alcanzando su valor máximo poco
antes del total desarrollo del color (CHAMARRO, 1995).
2.4.2. Acidez y pH
El pH del zumo se sitúa normalmente entre 4.2 a 4.4. Si el pH es superior, se
pueden presentar problemas en la esterilización (DIEZ, 1995). La acidez es esencial
para la obtención de frutos de buena calidad para la agroindustria. Su concentración
debe ser lo suficientemente alta para tener un pH menor a 4.4, y de esta manera
evitar los problemas causados por los organismos termófilos (Clotridium botulinum)
(YOUNG, YUVIK y SULLIVAN, 1993). La elevación de pH hace necesario recurrir a
14
tratamientos térmicos más severos por encima de los 100ºC, para obtener una
buena esterilización frente a estos organismos termófilos (CIVERA, 1990).
Los ácidos más abundantes presentes en la maduración del fruto son el ácido cítrico
y málico. Desde que el fruto está verde maduro hasta rojo maduro, la acidez alcanza
un máximo, lo cual está marcado con la aparición de la pigmentación amarilla; luego
de esto sigue un decrecimiento progresivo en la acidificación mientras dura la
maduración (YOUNG, YUVIK y SULLIVAN, 1993).
2.4.3. Sólidos totales y sólidos solubles
El porcentaje de sólidos totales en el fruto de tomate corresponde de 5 a 7,5%.
Dentro de los sólidos, el 25% está dado por compuestos insolubles, como celulosa y
proteínas; el 75% restante corresponde a sólidos solubles, los cuales son de gran
importancia para la calidad industrial del tomate (BEZERT, 1994).
En cuanto a la economía, el contenido de sólidos solubles representa el parámetro
de mayor importancia en la producción de concentrados, mientras mayor sea el
valor de residuo de la materia prima, menor será la cantidad de tomate necesario
para la obtención de la misma cantidad de producto final con un menor costo de
producción (CIVERA, 1990).
La cuantificación de sólidos solubles totales en tomate como peso seco, es una
técnica difícil de evaluar en una planta de proceso en forma rutinaria. Este
parámetro está relacionado con la cantidad de sólidos solubles, medido como índice
de refracción expresado en grados Brix (JAUREGUI et al., 1999). Los sólidos
solubles de un tomate para proceso puede variar de 4 a 6 grados Brix (BEZERT,
1994).
15
2.5. Brassinoesteroides:
Los brassinoesteroides son un grupo de hormonas vegetales, de estructura similar a
las hormonas esteroides de los animales, los cuales han sido descritos en un amplio
rango de especies y en estructuras vegetales, tales como polen, semillas, hojas,
tallos, raíces y flores. Los brassinoesteroides se encuentran distribuidos en la planta
y pueden ser sintetizados en todos los órganos de ésta (FUJIOKA, 1999).
Esta hormona, al ser aplicada en forma externa a tejidos vegetales en
concentraciones nano y micromoleculares, tiene efectos sobre la elongación celular
o proliferación y efectos sobre numerosos procesos fisiológicos (DHAUBHADEL et
al., 1999). Se ha demostrado que los brassinoesteroides pueden inducir respuestas
como: elongación de tallos, crecimiento del tubo polínico, inhibición de la raíz,
epinastia, inducción a la biosíntesis de etileno, diferenciación del xilema y regulación
de la expresión de los genes (LI y CHORY, 1998).
Varios investigadores han dado indicios de la capacidad de la aplicación de
brassinoesteroides para activar los procesos metabólicos y en el crecimiento del
cultivo a muy bajas concentraciones, consecuentemente aumentando la
productividad de los cultivos, lo que hace económicamente factible su aplicación
(NUÑEZ, TORRES y COLL, 1995).
2.6. Peróxido de hidrógeno:
Las células de las plantas contienen microcuerpos, una clase de organelos esféricos
rodeados por una membrana monocarpa y especializados para varias funciones
metabólicas. Los principales tipos son peroxisomas y glicosomas. Las peroxisomas
se encuentran en todas los organismos eucariontes, y en las plantas están
presentes en las células fotosintéticas. La función de las peroxisomas es remover
hidrógenos de los sustratos orgánicos, consumiendo oxígeno en el proceso que se
representa en las siguientes ecuaciones:
16
R-H2 + O2 R + H2O2
H2O2 H2O + ½ O2
Donde R es el sustrato orgánico (TAIZ y ZEIGER, 1998).
La reducción incompleta de oxígeno a agua durante la respiración permite la
formación de intermediarios de las especies reactivas al oxígeno (ROS) como el ión
radical superóxido (O2-), peróxido de hidrógeno (H2O2) y el radical hidróxido (OH-). El
estrés oxidativo (OS) es provocado por el aumento anormal de niveles de ROS, los
cuales perturban el estado redox de la célula y lleva a daños en los lípidos,
proteínas, DNA y eventualmente termina con la muerte de la célula (GORDON et al.,
1998).
Como otros organismos, las plantas han desarrollado sistemas de protección para
contrarrestar el OS; han logrado la habilidad de controlar y utilizar la producción de
ROS (BANZET et al., 1998). ROS, son componentes comunes de respuestas
defensivas de las plantas contra patógenos y ataques herbívoros. La inoculación de
tejidos de la planta con patógenos o tratamientos de cultivos celulares con elicitores
microbiales causan una oxidación repentina, caracterizada por una rápida
generación de peróxido de hidrógeno (H2O2). Por otro lado, también se produce
H2O2 en los tejidos en respuesta a heridas, puede actuar como una señal local para
la muerte de células hipersensitivas y además como una señal para la inducción de
genes defensivos en células adyacentes (OROZCO-CARDENAS, NARVAEZ-
VASQUEZ y RYAN, 2001).
La exposición a peróxido de hidrógeno (H2O2) resulta en una caída en el proceso
biosintético de las proteínas de la célula y una estimulación de la ruta de
degradación de las mismas (GORDON et al., 1998).
17
En Saccharomyces cerevisiae se encontró 25 blancos que reaccionan a la
exposición de peróxido de hidrógeno, las cuales se identificaron como enzimas
metabólicas. Esta identificación da un indicio de la redistribución de los flujos
metabólicos en respuesta al H2O2. Estos cambios drásticos afectan el metabolismo
de los carbohidratos, lo cual parece ser la generación de NADPH, el reductor celular
más importante (GORDON et al., 1998).
En el “pool” de hexosa monofasfatosa hay una represión de la fosfomanomutasa
(Sec53) y una estimulación de la fosfoglucomutasa (Pgm2), y con ello la exclusión
de glucosa desde la glicólisis que es redirigido desde el “pool” de hexosa a la ruta
de la pentosa fosfatasa y a la síntesis de la trialosa (GORDON et al., 1998)
La alteración del metabolismo de carbohidratos parece concordar con la
regeneración de NADPH, el cual cumple un rol importante en el estrés oxidativo,
como cofactor para las actividades críticas en la reducción celular en el control y
defensa antioxidante (GORDON et al., 1998).
18
3. MATERIALES Y METODOS
3.1. Ubicación de los ensayos:
Se realizaron cuatro ensayos en el predio de la Sociedad Agrícola BEYTE Ltda.,
ubicada en el sector de Providencia, comuna de Pelarco, VII Región.
3.2. Caracterización climática de la zona del ensayo:
La localidad de Pelarco se encuentra ubicada en el llano central de Chile, el que se
extiende desde Curicó hasta el norte de Chillán, correspondiendo al clima de tipo
mediterráneo marino. El régimen térmico se caracteriza por presentar una
temperatura media anual de 14.9ºC, con una máxima media del mes más cálido
(enero) de 30.8ºC y una mínima media del mes mas frío (julio) de 3.8ºC. La suma
anual de temperaturas base 5ºC es de 3598 grados día, y base 10ºC es de 1854
grados día. El período libre de heladas es de siete meses, desde octubre a abril
(NOVOA et al., 1989).
El régimen hídrico se caracteriza por una precipitación anual de 735 mm, siendo el
mes de junio el más lluvioso con 189,6 mm. La evaporación media de bandeja llega
a 1108 mm anuales con un máximo mensual de diciembre de 215 mm y un mínimo
en junio de 19 mm (NOVOA et al., 1989).
3.3. Material vegetal:
Para los ensayos 1 y 2 se utilizó la variedad H-9775, producida por la compañía
Heinzseed. Es una variedad híbrida, de media estación, resistente a fusarium raza 1
y 2, verticillium raza 1 y nemátodo de la raíz y mancha bacteriana. En ensayos
realizados en California ha presentado un nivel de sólidos solubles de 4.5 ºBrix
(MULLEN y CAPRILE, 1999).
19
Para los ensayos 3 y 4 se utilizó la variedad Curicó, la cual es producida por la
empresa Seminis, es una variedad temprana, precoz (115 días), resistente a
fusarium 1 y 2, verticillium, nemátodos y bacterias, presenta sólidos solubles de
5,6ºBrix (MONTENEGRO, 2003)1.
Los almácigos, para todos los ensayos, se realizaron en suelo y se transplantó a
raíz desnuda, en un vivero en la comuna de Sagrada Familia, por Agrozzi S.A.
3.3.1. Manejo técnico del cultivo
3.3.1.1. Preparación de suelo
La preparación de suelo se realizó por medio de un arado de vertedera, seguido por
dos rastrajes y dos cinceladuras.
3.3.1.2. Plantación
Para los ensayos 1 y 2, se llevó a cabo en la primera quincena de octubre, con una
densidad de 40.000 plantas . ha-1, a una distancia de plantación de 20 cm sobre la
hilera.
En los ensayos 3 y 4, la plantación se llevó a cabo la segunda quincena de
noviembre, con una densidad de 40.000 plantas . ha-1, a una distancia de plantación
de 20 cm sobre la hilera.
3.3.1.3. Control de Malezas
Se realizó una aplicación de trifluralina (i.a trifluralina) 2,5 L. ha-1 con un mojamiento
de 400 L. ha-1, incorporada con una rastra de 10 a 20 cm de profundidad con suelo
húmedo. Se realizaron melgaduras de 1.4 m de ancho, a la cual se le incorporó una
1 MONTENEGRO SOTO, M. Ing. Agrónomo. Gerente de Area de Ventas. Semillas Seminis.
20
mezcla de fertilizantes en una dosis de 500 kg. ha-1, cuya formulación consta de N:
14.88%; P: 26.83%; K: 6.0%, Mg: 1.70%, S: 1.30%; B: 0.12%.
También se realizó una limpia manual 20 días después de plantación. A los 30 y 45
días después se realizaron aplicaciones de Sencor (i.a metribuzin), con una dosis de
300 cc . ha-1 con un mojamiento de 400 l. ha-1, para el control de malezas de hoja
ancha. Luego, a los 50 días después de plantación se aplicó una dosis de 300 cc .
ha-1 con un mojamiento de 400 l . ha –1 de Assure Plus (i.a quizalofop-p-etil), para el
control de malezas de hoja angosta.
3.3.1.4. Riego
El sistema de riego que se utilizó fue por surcos, donde se realizaron riegos de pre y
post plantación; luego se realizaron riegos contínuos a los 15, 30, 40, 50, 60, 70, 80,
90, 100, 110 días después de plantación. Se decidió por esta frecuencia de riego
debido al tipo de suelo característico para la zona, el cual es un suelo arcilloso, con
una alta retención de humedad.
3.3.1.5. Fertilización
A los 20 días después de plantación se aplicaron 250 kg de mezcla II, cuya
formulación es la siguiente: N: 34,96%; K: 13,20%, Mg: 0.34%, S: 0.26&%; luego a
los 45 días, se realizó una nueva aplicación con mezcla II, en una dosis de 250
kilos.
3.3.1.6. Control de plagas y enfermedades
Para el control de plagas y enfermedades se realizaron pulverizaciones de acuerdo
al programa dado por la empresa y según fueron los requerimientos presentados en
el campo.
21
10 días después de la plantación (DDP) se aplicó Ridomil MZ (i.a metalaxil +
mancozeb) en una dosis de 1kg . ha-1 más MTD600 (i.a metamidophos) cuya dosis
es 0.5 L . ha-1 , con un mojamiento de 100 l . ha-1.
25 DDP Mancozeb Cu (i.a mancozeb + cobre) 1 kg . ha-1 mas MTD600 (i.a
metamidophos) dosis 0.5 L . ha-1 , con un mojamiento de 200 l . ha-1.
40 DDP Mancozeb Cu (i.a mancozeb + cobre) 1 kg . ha-1 más MTD600 (i.a
metamidophos) dosis 0.5 L . ha-1, con un mojamiento de 200 L . ha-1.
55 DDP Bravo 825 (i.a clorotalonil), donde se aplicaron cuatro bolsas . ha-1 más
Metomylo (i.a metomylo) 300 g . ha-1 más AN 600 (i.a azufre) 2 l . ha-1, con un
mojamiento de 300 l . ha-1.
70 DDP Bravo 825 (i.a clorotalonil), donde se aplicaron cuatro bolsas . ha-1 más
Metomylo (i.a metomylo) 300 g . ha-1 más AN 600 (i.a azufre) 2 L . ha-1, con un
mojamiento de 300 l . ha-1.
85 DDP Bravo 825 (i.a clorotalonil), cuatro bolsas . ha-1 , más Halmark (i.a
esfenvalerato) 250 cc . ha-1 , con un mojamiento de 400 l . ha-1.
100 DDP Bravo 825 (i.a clorotalonil), cuatro bolsas . ha-1 , más Halmark (i.a
esfenvalerato) 250 cc . ha-1 , con un mojamiento de 400 l . ha-1.
110 DDP Bravo 825 (i.a clorotalonil), cuatro bolsas . ha-1 , más Metomylo (i.a
metomylo) 300 g . ha-1, más Cuprodul (i.a cobre) 2 kg . ha-1, con un mojamiento de
400 l . ha-1.
22
3.3.1.7. Cosecha
Para los ensayos 1 y 2, la cosecha comercial se realizó en forma manual, siendo
una cosecha destructiva, utilizando el sistema de bins y posteriormente el vaciado a
tinas. La cosecha se llevó a cabo los primeros veinte días de marzo, por otra parte,
la cosecha para los ensayos 3 y 4, se realizó la ultima semana de enero de 2003.
Los ensayos 3 y 4, fueron manejados de igual forma que los ensayos 1 y 2, con la
única diferencia que se le aplicó una dosis de Ethephon en una dosis de 4 l . ha-1, en
400 l. ha -1 de agua, además de una aplicación de Amistar (i.a azoxystrobin) cuya
dosis fue de 250 cc . ha-1 en 400 l. ha -1 de agua, luego de la lluvia.
3.4. Ensayos:
Ensayo 1: Efectos de la aplicación de brassinoesteroides DI-31 en una variedad de
media estación en tomate industrial.
Para llevar a cabo los ensayos, se demarcaron 12 parcelas por cada uno de los
ensayos. Las parcelas fueron de 21 m2, con un ancho de 4.2 m, por un largo de 5 m,
cada parcela contaba con tres mesas. Las parcelas se distribuyeron al azar por
cada ensayo.
El primer ensayo constó de la aplicación de dos dosis del regulador de crecimiento
cuyo ingrediente activo es DI-31, producto comercial Brasinost-1, fabricado por la
empresa R & S y distribuido por Química R & S Ltda. Las dosis de ingrediente activo
recomendada por hectárea del producto es de 0.02 g. ha -1. Las dosis aplicadas
fueron de 0.02 g. ha-1 y 0.01 g. ha-1 de ingrediente activo. Para cada una de ellas se
realizaron cuatro repeticiones, más el testigo.
23
Ensayo 2: Efectos de la aplicación de peróxido de hidrógeno en una variedad de
media estación en tomate industrial.
El segundo ensayo, se refirió a la aplicación de peróxido de hidrógeno (H2O2),
fabricada y distribuida por Difem Pharma S.A, a una concentración del ingrediente
activo de 30 g. l-1. Las dosis aplicadas fueron 150 g . ha-1 y 300 g . ha-1 de
ingrediente activo. Al igual que el ensayo anterior contó con un testigo y cuatro
repeticiones.
Ensayo 3: Efectos de la aplicación de brassinoesteroide DI-31 en una variedad
temprana en tomate industrial.
Para realizar el ensayo 3, se usaron las mismas dosis que el Ensayo 1. Este
experimento se efectuó entre el 15 y 28 de enero de 2003.
Ensayo 4: Efecto de la aplicación de peróxido de hidrógeno en una variedad
temprana de tomate industrial.
El ensayo consistió en la aplicación de peróxido de hidrógeno, usando las mismas
dosis que el ensayo 2. Se realizó entre el 15 y 28 de enero de 2003.
3.5. Parámetros evaluados:
3.5.1. Evaluaciones en cosecha.
Se tomó una muestra de la mesa central de cada parcela, cosechando 2 metros
lineales. Al momento de la cosecha se clasificaron en tomates rojos y verdes,
registrando el peso total en cada categoría. Se tomaron al azar 2 kilos de frutos
rojos de cada parcela y fueron guardados en bolsas de papel, hasta hacer las
evaluaciones de laboratorio al día siguiente de ser cosechados.
24
3.5.2. Evaluaciones de laboratorio.
En los ensayos 1 y 2, para la evaluación de los distintos parámetros se utilizaron
frutos enteros sin pelar, a excepción para la medición de grados Brix, donde se
utilizaron frutos pelados. Se obtuvo la pulpa de tomate a partir de 10 frutos, los
cuales fueron lavados y triturados en una juguera.
En los ensayos 3 y 4, los parámetros de calidad se realizaron sobre fruto pelado y
homogenizado, debido a la posible alteración de los parámetros medidos que pudo
haber causado la piel del tomate (JAUREGUI et al.,1999).
Los parámetros fueron los siguientes:
• Grados Brix: se cuantificó este parámetro mediante el uso de un refractómetro
de 0 – 10 ºBrix. Se realizaron cinco mediciones de cada muestra, de las cuales
se sacó un promedio para obtener el resultado.
• Acidez titulable: se midió el gasto de NaOH en una bureta graduada, hasta
alcanzar un pH de 8.0. Para ello se utilizaron 5 ml de pulpa, a lo que se
añadieron 45 ml de agua destilada. La acidez titulable se calculó con la siguiente
formula (ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALITYCAL CHEMISTS, 1990).
• Materia seca (sólidos solubles totales): tres sub-muestras de 30 g de pulpa se
secaron a 80ºC hasta obtener peso seco constante.
% de Acido Cítrico = Concentración NaOH (N) x Gasto NaOH(ml)
Volumen de pulpa (ml) x 6.41
25
• Color: para la evaluación de este parámetro se utilizó un colorímetro electrónico
marca Minolta CR – 200. Se usaron 10 frutos para la medición del color externo,
y por otra parte, el color interno se midió en la pulpa obtenida de éstos. Para
ambas mediciones se realizaron tres lecturas por muestra. La medición fue
hecha por medio de la tabla Munsell, con conversión a croma y tono.
En los ensayos 3 y 4 no se pudo procesar las muestras de laboratorio una vez
cosechada la fruta, por lo que fue necesario guardar pulpa congelada por tres
semanas hasta poder realizar las mediciones de calidad interna. En consecuencia,
en dichos ensayos no se pudo evaluar el color externo.
• pH: se midió la pulpa de tomate, utilizando para esto un pH-metro.
• Peso del fruto: para la estimación de este parámetro se tomaron muestras de 10
frutos de cada bolsa, los cuales fueron pesados en una pesa digital marca
Precisa 3100 C.
3.6. Diseño Estadístico:
Los tres tratamientos de los ensayos 1 y 2, se conducieron como un Diseño
Completo al Azar. Los datos obtenidos se analizaron con el software Minitab,
obteniendo una tabla ANDEVA, realizando un test de Tukey (α = 0.05).
Las parcelas de los ensayos 3 y 4 se distribuyeron según un Diseño en Bloques
Completamente al Azar con cuatro repeticiones. Para el análisis de los datos se
utilizó el software Minitab (Minitab Inc., Pennsylvania, EEUU.).
Para el caso de los datos obtenidos en la materia seca o sólidos solubles totales,
fue necesario el uso del test no paramétrico de Friedman, puesto que no se obtuvo
una distribución normal de los datos.
26
4. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1. Ensayo 1: Efectos de la aplicación de brassinoesteroides DI-31 sobre el
rendimiento y calidad en una variedad de media estación de
tomate industrial:
4.1.1. Rendimiento
El principal determinante del éxito económico en la producción de tomate industrial
es el rendimiento de frutos rojos. Los resultados se detallan en el Cuadro 1.
CUADRO 1. Mediciones de rendimiento útil y frutos verdes en la variedad H-9775, en la localidad de Pelarco en febrero de 2002.
Tratamiento Rendimiento útil (ton.ha-1) Frutos verdes (ton.ha-1)
Control 87.95NS 18.30NS
DI-31 (0.01 g. ha-1) 89.29 15.63
DI-31 (0.02 g. ha-1) 91.07 16.74
NS: No significativo (P>0.05)
El rendimiento útil, se refiere a los frutos que son usados por la industria para los
distintos productos que son derivados del tomate. Por otra parte, los frutos verdes
son aquellos que quedan en el campo, ya que no tienen la calidad necesaria para
ser industrializados.
Según VARDHINI y RAM (2001), aplicaciones externas de brassinoesteroides
incrementan el crecimiento y el rendimiento de las plantas, puesto que esta
hormona actúa como un promotor para el crecimiento de las plantas bajo
condiciones de campo. En el presente ensayo, este regulador de crecimiento no
afectó el rendimiento, esto se puede explicar, ya que el rendimiento es el resultado
de muchos procesos metabólicos y la planta tiene mecanismos de compensación.
27
En forma simultánea con la mayor actividad metabólica, el regulador puede haber
aumentado el vigor vegetativo, con una mayor competencia entre depósitos de
asimilados.
En el sitio del ensayo se desarrolló un cultivo comercial en forma paralela. El
rendimiento útil que se obtuvo en la cosecha de las 5 hectáreas que contaba el
predio fue en promedio de 85 ton . ha –1.
4.1.2. Parámetros de calidad
Los sólidos solubles del tomate para uso industrial son muy importantes, puesto que
se ha hecho énfasis en la medición de éstos para predecir el rendimiento industrial,
así como la consistencia y la calidad del producto final (GOULD, 1992); de ahí
radican los esfuerzos para lograr su aumento.
En el Cuadro 2 se exponen los resultados obtenidos, al igual que los otros
parámetros de calidad como la acidez, sólidos totales naturales, pH, color y el peso
del fruto.
CUADRO 2. Resultados de la medición de los parámetros de calidad para la variedad H-9775 en Pelarco, con aplicación de DI-31.
Color externo Color interno Tratamiento SS
(ºBrix)
SSNT
(%)
Peso
fruto
(gr)
pH Acidez
(%
ácido
cítrico)
T Cr L T Cr L
Control 3.75 b 4.6NS 63.41NS 4.24NS 0.33NS 42.6NS 44.7NS 44.1NS 33.4NS 41.8NS 48.5NS
0.01 g. ha-1 4.00 a b 5.05 61.88 4.29 0.27 43.0 45.1 44.1 33.7 41.8 49.4
0.02 g. ha-1 4.07 a 5.07 64.25 4.32 0.34 42.3 44.3 44.1 33.2 43.3 49.6
NS: No significativo (P>0.05) Letras iguales en la misma columna indican que no se detectó diferencia significativa entre las medias mediante el test de Tukey (α = 0.05). SS: Sólidos Solubles SSTN: Sólidos solubles totales naturales T: Tono Cr: Croma L: Luminosidad.
28
A partir del Cuadro 2 se puede notar que el tratamiento 2 indujo un aumento de los
sólidos solubles en 8.5%, en comparación con el tratamiento control. Ello sugiere
que existe una incidencia de este regulador de crecimiento sobre las enzimas que
participan en el mecanismo de particionamiento de asimilados, la cual eleva la
actividad de éstas provocando que una mayor cantidad de azúcares llegue a los
frutos. Los sólidos solubles de un tomate para proceso pueden variar de 4 a 6
grados Brix (BEZERT, 1994).
El incremento de los sólidos solubles observado tiene la importancia de que al ser
estos más altos, eleva el rendimiento industrial, lo que favorece enormemente a la
industria procesadora puesto que tiene que contratar una menor superficie. Los
sólidos solubles están inversamente correlacionados con el rendimiento, se le
atribuye a esta relación la incapacidad de las hojas de producir los fotoasimilados
suficiente para mantener un alto rendimiento y un alto porcentaje de sólidos
(HEWITT y STEVENS, 1981). Lo anterior coincide con lo expuesto por GOULD
(1992) el cual señala que existe una relación inversa entre el contenido de sólidos
solubles y el rendimiento, variedades con altos niveles de rendimiento tienden a
tener bajos contenidos de sólidos solubles, mientras que cultivares, con bajo
rendimiento, contienen una alta cantidad de sólidos solubles. Dicha relación sólidos
solubles-rendimiento no se dio en el presente ensayo, ya que la dosis más alta de
brassinoesteroides DI-31 no permitió un aumento.
Los valores de pH obtenidos en las mediciones se encuentran entre los rangos
normales para la variedad de tomate industrial, puesto que según DIEZ (1995), los
valores de pH deben estar dentro del rango de 4.2-4.4. Por otro lado, la acidez debe
ser de 0.35 y 0.4 gr/100 cc de zumo (CIVERA, 1990).
Según HO y LEWITT (1989), una vez que el fruto empieza a crecer, el contenido de
materia seca (sólidos totales naturales) se reduce a menos del 10% al día 10 a 5-
7% al día 20, manteniendo este nivel hasta la maduración del fruto. Los valores de
29
materia seca observados se encuentran dentro de los rangos normales para la
especie.
El color es sin duda el factor de calidad de mayor importancia para el consumidor,
puesto que éste asocia ciertas características del color con un producto fresco y
saludable (GOULD, 1992). Los tratamientos con brassinoesteroide DI-31 no
afectaron el color del fruto.
4.2. Ensayo 2: Efectos de la aplicación de peróxido de hidrógeno en una variedad
de tomate industrial de media estación:
4.2.1. Rendimiento
Debido a la gran importancia que adquiere el rendimiento para los productos
concentrados, se estudió la posibilidad de aplicar peróxido de hidrógeno para
aumentar este parámetro. Los resultados se muestran en el Cuadro 3.
CUADRO 3. Resultados obtenidos a partir de la medición de frutos en var. H-9975 en Pelarco en Febrero de 2002.
Tratamiento Rendimiento útil (ton.ha-1) Frutos verdes (ton.ha-1)
Control 83.48NS 23.44NS
H2O2 (150 g. ha-1) 83.26 24.33
H2O2 (300 g. ha-1) 85.04 16.07
NS: No significativo (P>0.05)
Al observar los datos expuestos en el Cuadro 3, se puede notar que no se pudo
comprobar la hipótesis. Esto se puede deber a que el peróxido de hidrógeno no
influye en el aumento de frutos rojos, que son útiles para la agroindustria. La
proporción entre los frutos útiles y verdes es similar en cada uno de los tratamientos,
lo que indicaría que el rendimiento, en gran medida, está regido por la genética y
varios otros factores como la relación fuente/depósito y medio ambiente, por lo
30
tanto, alguno de estos factores pudo intervenir en el ensayo y no permitir que se
obtuviera un incremento en el rendimiento en ambos ensayos.
El rendimiento está determinado por el balance entre la fuerza de la fuente y
depósitos de la planta, éste está principalmente restringido por el número o tamaño
de la fruta más que por los asimilados (HO, 1996)
4.2.2. Parámetros de calidad
El Cuadro 4 muestra los resultados de la evaluación de la calidad del fruto en
plantas con tratamiento con peróxido de hidrógeno.
CUADRO 4. Resultados obtenidos de la medición de aplicación de peróxido de hidrógeno en la var. H-9975 durante febrero del 2002 en la localidad de Pelarco.
Color externo Color interno Tratamiento SS
(º Brix)
SSNT
(%)
Peso
Fruto
(gr)
pH Acidez
(%
ácido
cítrico)
T Cr L T Cr L
Control 3.9NS 4.9NS 73.45NS 4.26NS 0.35 b 42.6NS 45.4NS 42.9NS 36.2NS 43.6NS 45.8NS
150 g. ha-1 4.05 4.7 67.43 4.26 0.29 a 44.0 44.5 44.2 32.6 38.2 46.3
300 g. ha-1 4.05 4.8 68.91 4.19 0.29 a 44.0 45.0 44.2 33.8 39.7 47.3
NS: No significativo (P>0.05) Letras iguales en la misma columna indican que no se detectó diferencia significativa entre medias mediante el test de Tukey (α = 0.05) Simbología explicada en el Cuadro 2
Al igual que en el ensayo anterior, los parámetros anteriormente nombrados se
encuentran sobre los rangos esperados para el fruto del tomate; no fue posible
aumentar dichos parámetros por medio de la aplicación de peróxido de hidrógeno.
La acidez adquiere una importancia en la seguridad de un alimento, lo cual está
ligado al pH, lo que es un factor de control para muchas reacciones químicas y
microbiológicas (GOULD, 1992).
31
La acidez total constituye, con respecto al contenido en azúcar, uno de los
componentes que más influyen sobre las características organolépticas (CIVERA,
1990). En el presente ensayo se observó una notable disminución de dicho
parámetro, lo cual es un beneficio para la seguridad en la alimentación, ya que
permite disminuir la posibilidad de que en el producto se desarrollen
microorganismos dañinos para la salud humana.
El pH se relaciona con la seguridad alimentaria del producto industrializado para el
consumo humano. El pH es uno de los factores que afectan el tiempo y temperatura
de la esterilización de los alimentos. Con valores bajos de pH se requiere de una
menor temperatura para la esterilización; por otra parte, un valor de pH 4.6 es
considerado como una línea divisora entre el alimento ácido y no ácido, lo que
significa que con un pH de 4.6 o menor se inhibe, luego de una buena esterilización,
la aparición de esporas de la bacteria Clostridium botulinum (GOULD, 1992).
El color interno y externo del fruto tampoco se modifico con los tratamientos de
peroxido de hidrógeno (Cuadro 4).
4.3. Ensayo 3: Efectos de la aplicación de brassinoesteroides DI-31 en una
variedad temprana en tomate industrial:
4.3.1. Rendimiento.
En el Cuadro 5, se exponen los resultados tanto de rendimiento útil como de
rendimiento verde, en plantas tratadas con brassinoesteroides DI-31.
Al observar el Cuadro 5, se puede notar que no hay grandes diferencias entre el
rendimiento útil y el rendimiento de frutos verdes, lo que significa que existe casi la
misma cantidad de frutos rojos o útiles que frutos verdes, estos últimos son
considerados como pérdida. Estos datos obtenidos muestran que no fue un buen
cultivo.
32
CUADRO 5. Mediciones de rendimiento en tomate industrial var. Curicó. En la localidad de Pelarlo en Enero 2003.
Tratamientos Rendimiento útil (ton.ha-1) Frutos verdes (ton.ha-1)
Control 89.38NS 83.75NS
DI-31 (0.01 g. ha-1) 96.25 79.38
DI-31 (0.02 g. ha-1) 91.88 85.63
NS: No significativo (P>0.05).
Los brassinoesteroides DI-31 son esenciales para el crecimiento y desarrollo de la
planta. La aplicación de brassinozole, un inhibidor específico de la síntesis de esta
hormona vegetal, resulta en un enanismo y luego una aplicación de
brassinoesteroides revierte este enanismo (VARDHINI y RAM, 2001).
4.3.2. Parámetros de calidad.
En el Cuadro 6 se presentan los resultados obtenidos de la medición de los
parámetros de calidad en plantas tratadas con brassinoesteroides DI-31.
CUADRO 6: Mediciones obtenidas en la medición de parámetros de calidad en la variedad Curicó de tomate industrial en Pelarco en Enero 2003, con aplicación de DI-31.
Color interno Tratamiento SS
(º Brix)
SSTN
(%)
Peso
fruto
(g.)
pH Acidez
(% ácido
cítrico) T Cr L
Control 5.2NS 4.8* 96.3NS 4.5NS 0.4NS 25.2NS 38.1NS 30.0NS
0.01 g. ha-1 4.9 4.5 106.4 4.4 0.4 25.5 39.3 27.0
0.02 g. ha-1 5.4 4.8 103.7 4.5 0.4 26.0 38.4 31.9
NS: No Significativo (P>0.05) *: No Significativo en la prueba no paramétrica de ranking F. (F*R>0.05) Simbología explicada en Cuadro 2.
Debido a que se usó una variedad temprana de tomate industrial para este ensayo,
se hizo necesaria la aplicación de Ethephon, para así conseguir un adelanto en la
33
maduración de los frutos. Se cree que la aplicación de este producto químico tiene
una influencia mayor sobre el pH. Se sabe que el pH en tomate para procesado es
un criterio de calidad y de seguridad del producto, el pH debe ser máximo de un 4.5
(RENQUIST, ENGLISH y REID, 2001).
Siendo el pH un parámetro de calidad muy importante para el tomate de uso
industrial, se hace necesario estudiar cómo se comporta dicho parámetro en
variedades tempranas. El pH se ve afectado por la edad de la planta, las más viejas
tienen un pH mayor que las plantas jóvenes, lo que indica que cosechas más
tempranas son importantes para mantener un pH bajo; además, las altas
temperaturas ayudarían a elevar el pH; por otra parte, la aplicación de Ethephon que
se le hace a las variedades no influiría sobre el pH del fruto (RENQUIST, ENGLISH
y REID, 2001).
La intensidad de la luz y el contenido de potasio puede influenciar en el contenido
de azúcar y ácidos durante el periodo de crecimiento del fruto. El contenido de
azúcar está relacionado estrechamente con la radiación solar durante el crecimiento
de este, la exposición a una alta radiación se transforma en altas concentraciones
de azúcares en el fruto; por otra parte, el contenido de potasio está relacionado con
los ácidos, el cual puede ser modificado con la aplicación de nutrientes (GRIERSON
y KADER, 1989). En el ensayo no se logró un aumento en estos parámetros.
4.4. Ensayo 4: Efectos de la aplicación de peróxido de hidrógeno en una variedad
temprana de tomate industrial.
4.4.1. Rendimiento:
En el Cuadro 7, se presentan las mediciones de rendimiento útil y rendimiento
verde.
34
CUADRO 7. Mediciones de rendimiento en un cultivar de tomate industrial var. Curicó, en la localidad de Pelarco en Enero de 2003.
Tratamiento Rendimiento útil (ton.ha-1) Frutos verdes (ton.ha-1)
Control 76.3NS 86.3NS
150 g. ha-1 61.9 91.9
300 g. ha-1 95 76.9
NS: No significativo (P>0.05)
Al analizar los datos que se presentan en el Cuadro 7, se puede ver que el
rendimiento de frutos verdes es muy alto, es casi igual que el rendimiento de frutos
rojos, e incluso en el tratamiento con una dosis de 150 g. ha-1, es mayor que el
rendimiento de frutos rojos, lo cual es perjudicial para la industria, puesto que tiene
un número de frutos verdes (pérdida), mayor que frutos rojos (útiles).
La eliminación de malezas es desde un estado inicial de desarrollo absolutamente
necesario, dado que también una competencia momentánea se traduce en un
retraso de desarrollo y un consecuente menor rendimiento (CIVERA, 1990).
El rendimiento útil que se obtuvo de la explotación comercial fue de un promedio de
82 ton.ha-1.
Comparando los rendimientos obtenidos en los ensayos 1 y 2, se observa una
similitud entre ellos, por otra parte, los rendimientos de los ensayos 3 y 4, también
presentan similitud, pero existe una diferencia entre los dos primeros y los últimos,
lo cual se debe a que se usó una variedad distinta y las condiciones de campo no
fueron exactamente iguales, aunque fueron manejados de igual manera.
4.4.2 Parámetros de calidad
En el Cuadro 8, se exponen los resultados obtenidos de la medición de los
parámetros de calidad a plantas tratadas con peróxido de hidrógeno.
35
CUADRO 8. Datos de parámetros de calidad en var. Curicó, para la aplicación de peróxido de hidrógeno en la localidad de Pelarco en Enero 2003.
Color interno Tratamiento SS
(ºBrix)
SSTN
(%)
Peso
fruto
(gr.)
pH Acidez
(% ácido.
Cítrico) T Cr L
Control 5.35NS 4.7NS 96.30NS 4.8NS 0.34NS 25.7NS 37.2NS 29.0NS
1.5 L. ha-1 5.15 4.5 106.4 4.5 0.33 25.3 39.7 28.8
3 L. ha-1 5.32 4.5 103.7 4.8 0.36 25.6 38.7 25.2
NS: No significativo (P>0.05) Simbología explicada en Cuadro 2.
Existe muy poca información sobre el estrés provocado por peróxido de hidrógeno.
Desde el punto de vista fisiológico, este producto químico produciría efectos
similares a los provocados por estrés por déficit hídrico y salinidad. En ensayos
realizados con déficit de agua y salinidad se encontró que el pH en los frutos
sometidos al estrés de salinidad fue consistentemente bajo a lo largo del desarrollo
del fruto, habiendo un aumento de los ácidos orgánicos, debido a que se encuentran
estrechamente ligados. El pH observado de los frutos sometidos a estrés hídrico
disminuyó en la última etapa de desarrollo como respuesta al estrés (MITCHELL,
SHENNAN, GRATTAN, 1991).
El color de la fruta se puede ver afectado por factores ambientales, ya que bajas
temperaturas tienden a reducir la síntesis de licopeno y temperaturas sobre los 30ºC
puede inhibir la producción de este (GRIERSON y KADER, 1989).
Al observar los datos en los Cuadros 5, 6, 7 y 8, se puede ver que no se produjo una
diferencia entre los controles y los diferentes tratamientos, es por ello, que se hace
necesario estudiar las posibles causas que hayan provocado esta situación. Dentro
de las causas se puede encontrar la fuerte lluvia caída en la zona durante el mes de
enero, lo que pudo provocar la pérdida de los productos aplicados a las plantas,
puesto que éstos fueron asperjados sobre el follaje.
36
Por otra parte, el cultivo contenía un excesivo volumen de malezas, lo cual pudo
disminuir la eficiencia de la aplicación de los diferentes productos, al dificultar el
mojamiento del cultivo.
Al aplicar peróxido de hidrógeno sobre las plantas, se buscaba crear una señal de
estrés, y con ello conseguir un aumento de los sólidos solubles en los frutos. En
estos ensayos se usó una variedad temprana, lo que debido al crudo invierno del
año pasado, hizo necesario atrasar la plantación en unas dos semanas, con lo cual
se expuso a las plantas a una temperatura más elevada de lo ideal, provocando un
estrés en forma natural. Debido a esto mismo, se aplicó el producto químico
Ethephon, para adelantar la maduración de los frutos. La aplicación de H2O2 pudo
crear una señal de estrés redundante, ya que las plantas ya habían recibido
estímulos del medio ambiente y de la aplicación de Ethephon.
Al comparar los resultados de los ensayos 1 y 3, en los que se aplicó el
brassinoesteroide DI-31, se observó una mayor cantidad de sólidos solubles en el
tratamiento 1 con brassinoesteroide en relación al testigo, pero no así en el ensayo
3, lo cual se pudo deber a la diferencia de variedades, a las distintas épocas en que
fueron realizados los ensayos o al exceso de maleza que presentaba el campo
donde se realizo el Ensayo 3, lo cual pudo disminuir la eficiencia en el mojamiento
con el producto aplicado. Para el resto de los parámetros no se detecto una
diferencia entre ambos ensayos.
Entre los Ensayos 2 y 4, con peróxido de hidrógeno, los resultados presentaron una
disminución significativa en la acidez en el ensayo 2, lo cual no se observó en el
ensayo 4. Las causantes podrían ser similares a las discutidas anteriormente,
puesto que se realizaron en condiciones edafológicas y ambientales idénticas. En
los resultados obtenidos en los demás parámetros no se detectó ninguna diferencia.
37
5. CONCLUSIONES
La aplicación del brassinoesteroides DI-31 en dosis de 0.02 g. . ha-1 permite
aumentar el contenido de sólidos solubles en 8.5% en una variedad de media
estación. El mismo producto en una variedad temprana no permitió modificar el
contenido de azúcares del fruto. Los resultados obtenidos permiten concluir que el
tema debe ser estudiado en mayor profundidad analizando las enzimas que
participan en el mecanismo de particionamiento de asimilados y con ello aumentar
la cantidad de sólidos solubles.
No se pudo comprobar la hipótesis que la aplicación de peróxido de hidrógeno
aumenta la cantidad de sólidos solubles o el rendimiento del cultivo, en ninguna de
las variedades estudiadas.
38
6.- RESUMEN
Para la industria del tomate, uno de los factores limitantes son los sólidos solubles, puesto que un bajo valor de éstos significa que se tiene un menor rendimiento industrial. Es por ello, con la aplicación de peróxido de hidrógeno y el brassinoesteroide DI-31 se busca aumentar dicho parámetro y con ello el rendimiento industrial, lo que permitiría disminuir la superficie contratada y reducir el costo energético del proceso de concentrado. Los ensayos 1 y 2 se realizaron en la comuna de Pelarco, VII Región, usando para este fin una variedad de media estación H-9975. Los tratamientos consistieron en la aplicación de dos dosis de brassinoesteroide, 0.02 g. ha-1 y 0.01 g. ha-1, con un mojamiento de 400 l de agua. Por otro lado, la dosis utilizadas para el peróxido de hidrógeno fueron de 150 g . ha-1 y 300 g . ha-1, con un mojamiento de 400 l de agua. A los testigos se les aplicó sólo agua. Los ensayos fueron conducidos por medio de un diseño Completamente al Azar. Para ambos ensayos, las variables evaluados fueron: rendimiento, sólidos solubles, pH, acidez titulable, peso fruto, sólidos totales, color interno e externo. Los Ensayos 3 y 4 se realizaron en la misma comuna. Se utilizó la variedad temprana Curicó. Los tratamientos fueron los mismos que para los Ensayos 1 y 2, usando las mismas dosis. La conducción del ensayo fue por medio de un Diseño en Bloque y su análisis se llevo a cabo por medio del test no paramétrico de Friedman. Como resultado se obtuvo que los rendimientos de ninguno de los cuatro ensayos se vió afectado, puesto que no se encontró ninguna diferencia significativa entre los testigos y los tratamientos. En el Ensayo 1, con aplicación del brassinoesteroide DI-31 (0.02 g. ha-1), los sólidos solubles aumentaron un 8.5% en comparación con el testigo. Por otro lado, en el Ensayo 2, aplicación de peróxido de hidrógeno, se observó una disminución significativa en la acidez titulable, entre el testigo y ambas dosis aplicadas. Se puede concluir que el aumento de sólidos solubles encontrado en el primer ensayo permitiría disminuir la superficie contratada, puesto que al aumentar los sólidos solubles hay un incremento en el rendimiento industrial, lo que hace un negocio más rentable. En cuanto a la disminución de la acidez, permitiría reducir la posibilidad que una pasta se vea afectada por microorganismos que son dañinos para la salud humana en general.
39
7.- LITERATURA CITADA
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. 1990. Método Nº942.15ª Edición. 918 p.
BANZET, N., RICHAUD, CH., DEVEAUX, Y., KAZMAIER, M., GAGNON, J and
TRIANTAPHYLIDES, CH. 1998. Accumulation of small heat shock proteins, including mitochondrial HSP22, induced by oxidative stress and adaptive response in tomato cells. Plant Journal 13: 519-527.
BEZERT, J. 1994. Sistema de pago por calidad de tomate. Universidad Católica
de Valparaíso. Facultad de Agronomía. Curso Internacional de Tomate Industrial. Viña del Mar. 1-3 diciembre. pp. 7-10.
CHAMARRO, J. 1995. Anatomía y fisiología de la planta. In: Nuez, F. ed. El
cultivo del tomate. Madrid, Mundi-Prensa. pp. 43-91 CIVERA, A. 1990. El tomate de industria, técnica y variedades en la mecanización
para su recolección. A+grícola Vergel 6: 955-963. DHAUBHADEL, S., CHAUDHARY, S., DOBINSON, K and KRISHNA, P. 1999.
Treatment with 24-epibrassinolide, a brassinosteroid, increses the basic thermotolerance of Brassica napus and tomato seedlings. Plant Molecular Biology 40: 333-342.
DIEZ, M.J. 1995. Tipos varietales. In: Nuez, F. ed. El cultivo del tomate. Madrid,
Mundi-Prensa. pp 93-129. FUJIOKA, S. 1999. Natural Occurrence of Brassinosteroids in the Plant kingdom.
In: Sukurai, Yakota, Clouse, S (eds). Brassinosteroids, Steroidal plant hormones. Tokio, Springer-Verlag. pp 21-45.
GILLASPY,G., BEN-DAVID, H and GRUISSEM, W. 1993. Fruits: A Developmental
Perspective. Plant Cell 5: 1439-1451 GOETZ, M., GODT, D and ROITSCH, T. 2000 Tissue-specific induction of the
mRNA for an extracellular invertase isoenzyme of tomato by brassinosteroids suggests a role for steroid hormones in assimilate partitioning. Plant Journal 22: 515-522.
GORDON, CH., LAGNIEL, G., LEE, J., BUHLER, J., KIEFFER, S., PERROT, M.,
BOUCHERIE, H., TOLEDANO, M and LABARRE, J. 1998. The H2O2 stimulon in Saccharomyces cerevisiae. The Journal of Biological Chemistry 273: 22480-22489.
40
GOULD, W. 1992. Tomato production, processing and Technology. Baltimore, CTI Publications Inc. 535 p.
GRIERSON, D and KADER, A. 1986. Fruit Ripening and Quality. In: Atherton,
J,Rudich, J.(eds). The Tomato Crop. Chapman & Hall. London. pp 241-280. JAUREGUI, J., LUMBRERAS, M., CHAVARRI, C., GONZALEZ-NAVARRO, C and
MACUA, J. 1999. Dry weight and brix degree correlation in diferent varieties of tomatoes intended for industrial processing. Acta Horticulture 487: 425-429.
HEWITT, J and STEVENS, M. 1981. Growth analysis of two tomato genotypes
differing in total fruit solids content. Journal of the American Society for Horticultural Sciense. 106: 723-727.
HO, L. 1996a. Tomato. In: Zamski, E, Schaffer, A. (eds) Photoassimilate
Distribution in Plants and Crops. New York, Marcel Dekker, Inc. pp 709-728. ____; 1996b. The mechanism of assimilate partitioning and carbohydrate
compartmentation in fruit in relation to the quality and yield of tomato. Journal of Experimental Botany 47:1239-1243.
____; HEWITT, J. 1989. Fruit Development. In. Atherton, J,Rudich, J. The Tomato Crop. London, Chapman & Hall. pp 201-239. KINET, JM and PEET, M. 1997. Tomato. In: Wein, H.C (ed). The physiology of
vegetable crops. Wallingford, CAB International. pp 207-258. KLANN, E., CHETELAT, R and BENNETT, A. 1993. Expression of acid invertase
gene control sugar composition in tomato (Lycopersicon) fruit. Plant Physiology 103: 863-870.
KOCH, K and ZENG, Y. 2002. Molecular approaches to altered C partitioning:
genes for sucrose metabolism. Journal of the American Society Horticultural Science 127: 474-483.
LI, J and CHORY, J. 1999. Brassinoesteroid actions in plants. Journal of
Experimental Botany 50: 275-282. McGUIRE, R. 1992. Reporting of objective color measurements. HortScience 27:
1254-1255. MITCHELL, J., SHENNAN, C and GRATTAN, S. 1991. Developmental changes in
tomato fruit composition in response to water deficit and salinity. Physiologia Plantarum 83: 177-185.
41
MULLEN, B and CAPRILE, J. 1999. Processing tomatoes in San Joaquin and Contra Costa counties. (online). www.vric.ucdavis.edu
NOVOA, R., VILLASECA, S., DEL CANTO, P., ROVANET, J., SIERRA, C y DEL
POZO, A. 1989. Mapa Agroclimático de Chile. Santiago, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. 221 p.
NUÑEZ, W., TORRES, W and COLL, F. 1995. Effectiveness of synthetic
brassinosteroid on potato and tomato yields. Cultivos tropicales 16: 26-27. OFICINA DE ESTUDIOS Y POLÍTICAS AGRARIAS. 2001. Perspectivas para el
tomate, (on line). www.odepa.gob.cl _______. 2002. Perspectivas para el tomate, (on line). www.odepa.gob.cl OROZCO-CARDENAS, M and RYAN, C. 1999. Hydrogen peroxide is generated
systemically in plant leaves by wounding and systemin via the octadecanoid pathway. Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 6553-6557.
RENQUIST, A.R., ENGLISH, J and REID, J. 2001. Temperature, but not Ethephon,
influences fruit pH of Processing Tomato. HortScience 36: 661-663. SCHAFFER, A., PETREIKOV, M., MIRON, D., FOGELMAN, M., SPIEGELMAN, M.,
BNEI-MOSHE, D., SHEN, S., GRANNOT, D., HADAS, R., DAI, R., LEVIN, I., BAR, M., FRIEDMAN, M., PILOWSKY, M., GILBOA, N and CHEN, L. 1999. Modification of carbohidrate content in developing tomato fruit. HortScience. 34: 1024-1027.
STEVENS, M; RICK, C. 1989. Genetics and Breeding. .In. Atherton, J,Rudich,
J.(eds) The Tomato Crop. Chapman & Hall. London. pp 35-109. TAIZ, L; ZEIGER, E. 1998. Plant Physiology. Sunderland, Sinauer Associates.
792 p. VARDHINI, V and RAM RAO, S. 2001. Effect of Brassinosteroids on growth and
Yield of Tomato (Lycopersicon Esculentum Mill.) Under Field conditions. Indian journal Plant Physiology 6: 326-328.
YOUNG, T., JUVIK, J and SULLIVAN, J. 1993. Accumulation of the components of
total solids in ripening fruits of tomato. Journal of the American Society for Horticultural Science 118:286-292.
WANG, F., SMITH, A and BRENNER, M. 1994. Temporal and spatial expression
pattern of sucrose synthase during Tomato fruit development. Plant Physiology 104: 535-540.
