Tratamientos f isicos en poscosecha - mapama.gob.es interCs por desarrollar tecno- logías basadas...

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@,PRESERVACION DE LA CALIDAD m La tecnología poscosecha a la búsqueda de minimizar el uso de aditivos Tratamientos f isicos en poscosecha de fruta y hortaliza El público consumidor exige un alto nivel de calidad en los alimentos, lo que sinnifica que debe utilizarse la menor cantidad posible de aditivos químicos en su obtención y conservación. Univ. de Quereraro; Insf. Investigaciones Agrícolas, Mxyahra @sunscrvcr.uaq.mx; cechiJpo@prodi~pner.mx Introducción En los últimos años se ha visto un cambio importante en el estilo de vida de la población del mundo, Lo cual ha causado cam- bios fundamentales en las prefe- rencias de los consumidores por contar con alimentos más saluda- bles y de mejor calidad nutritiva. La necesidad de alimentos sigue Cámara de aumentando, mientras que la pro- atmósfera ducción y productividad son re- controlada. ducidas o limitadas; asimismo los problemas de almacenamiento y tratamiento de alimentos persis- ten, lo cual obliga a buscar nue- vos métodos de conservación. En el mundo entre el 25 y el 50% de la producción de productos horto- fmtícolas se pierden después de la cosecha, como resultado de los procesos de descomposición, in- festación por insectos y ataque de microorganismos. Estas pérdi- das suelen ser mayores en zonas tropicales y subtropicales por las condiciones climáticas prevale- cientes. Por otra parte el comercio de los productos hortofrutícolas y la preocupación por el desarrollo de normas de calidad y de salud van en aumento. Gracias al incremento en el consumo (y comercio) de frutas y hortalizas frescas y a la preocupa- ción por la salud de los consumi- dores, ha surgido la preocupación de reducir en lo posible el uso de agroquímicos en estos alimentos. Debido a las exigencias de los consumidores en evitar el uso irracional e indiscriminado de los agroquímicos debido a sus efectos negativos en la salud humana y la contaminación del medio ambien- te; cada vez mas se ha restringido

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@,PRESERVACION DE LA CALIDAD

m La tecnología poscosecha a la búsqueda de minimizar el uso de aditivos

Tratamientos f isicos en poscosecha de fruta y hortaliza

El público consumidor exige un alto nivel de calidad en los alimentos, lo que sinnifica que debe utilizarse la menor cantidad posible de aditivos químicos en su obtención y conservación.

Univ. de Quereraro; Insf. Investigaciones Agrícolas, Mxyahra @sunscrvcr.uaq.mx; cechiJpo@prodi~pner.mx

Introducción En los últimos años se ha

visto un cambio importante en el estilo de vida de la población del mundo, Lo cual ha causado cam- bios fundamentales en las prefe- rencias de los consumidores por contar con alimentos más saluda- bles y de mejor calidad nutritiva.

La necesidad de alimentos sigue Cámara de aumentando, mientras que la pro- atmósfera ducción y productividad son re- controlada. ducidas o limitadas; asimismo los problemas de almacenamiento y tratamiento de alimentos persis- ten, lo cual obliga a buscar nue- vos métodos de conservación. En el mundo entre el 25 y el 50% de

la producción de productos horto- fmtícolas se pierden después de la cosecha, como resultado de los procesos de descomposición, in- festación por insectos y ataque de microorganismos. Estas pérdi- das suelen ser mayores en zonas tropicales y subtropicales por las condiciones climáticas prevale- cientes. Por otra parte el comercio de los productos hortofrutícolas y la preocupación por el desarrollo de normas de calidad y de salud van en aumento.

Gracias al incremento en el consumo (y comercio) de frutas y hortalizas frescas y a la preocupa- ción por la salud de los consumi- dores, ha surgido la preocupación de reducir en lo posible el uso de agroquímicos en estos alimentos. Debido a las exigencias de los consumidores en evitar el uso irracional e indiscriminado de los agroquímicos debido a sus efectos negativos en la salud humana y la contaminación del medio ambien- te; cada vez mas se ha restringido

b PRESERVACIÓN DE LA CALIDAD

el uso de agroquímicos en la hor- ticultura mundial, misma que ha generado una actividad importan- te en la búsqueda de tratamientos y técnicas alternativas que no per- judiquen la salud de los consumi- dores.

Actualmente, existe un ma- yor interCs por desarrollar tecno- logías basadas en el uso de trata- mientos físicos, con el propósito de sustituir la aplicación de agro- químicos en los alimentos. Hasta el momento se han evaluado una diversidad de tratamientos físicos, algunos de los cuales se han apli- cado en la industria hortofrutícola cuya principal finalidad es lograr la conservación de los alimentos por periodos prolongados. Estos tratamientos incluyen el uso de atmósferas modificadas y contro- ladas, bajas temperaturas, altas temperaturas e irradiación, así co- mo la combinación de dos o más de estos tratamientos físicos.

Atmósferas modificadas (AM) y controladas (AC)

Las AM se refieren al uso de cualquier ambiente con una at- mósfera diferente del aire normal (20-21% de O,, 78-79% N2, 0.03% CO,, y trazas de otros ga- ses). Las AC se refieren a todas aquellas atmósferas que son es- trictamente controladas durante el periodo del almacenamiento o transporte de los productos horto- frutícolas. Las AMIAC normal- mente se fundamentan en la apli- cación de una atmósfera con con- centraciones bajas de O, y10 altas de CO,, pero también, otros gases pueden ser manipulados como son el CO, etileno y pro- pileno, entre otros. Las AMIAC presentan grandes ventajas para el manejo de los productos hortofru- tícolas, entre las que se incluyen:

1.Retardar la maduración y senescencia para prolongar la vi- da en postcosecha.

2. Prevenir y10 controlar algu- nos desórdenes fisiológicos (fisi- opatías) como son el daño por frío (DF) y el escaldado, entre otros.

3 . Controlar o prevenir enfer- medades y pudriciones ocasiona- das por microorganismos.

macenamiento de manzanas y pe- ras en AC por periodos superiores a los 4 meses. De igual manera, en Chile se acostumbra el almace- namiento del kiwi en AC por pe- riodos largos.

Lamentable la mayoría de las frutas tropicales no son almacena- dos en AC, debido a varios facto- res adversos que incurren en los frutos, como son la sensibilidad al

I En el mundo se pierde entre el 25 y el 50% de la producción hortofrutícola después de la cosecha; los problemas de almacenamiento persisten

1 daño por frío y a la incidencia de

Transporte de 4. Controlan las infestaciones frutas en ocasionadas por los insectos.

atmósfera 5.Mantienen la calidad nutri- modificada. tiva de las frutas y hortalizas.

Las AM y AC son utiliza- das para el empaque, transporte y almacenamiento de una gran di- versidad de alimentos. En el caso de los productos hortofrutícolas, las AM y AC son utilizadas para el almacenamiento de ciertas especies de frutas y hortalizas (manzana, pera, kiwi, col), así como la trans- portación de la mayoría de las frutas v hortalizas. por todo lo an- terior su uso se ha extendido en varios de los productos hortofru- tícolas mínimamente procesados que son empacados en AM.

A nivel internacional, pero principalmente en las regiones al- ¡amente productoras de manzana, pera y kiwi, éstas son transporta- das y almacenadas en AC. En al- gunos países de América Latina (Chile, México, Argentina, Uru- guay, Brasil) se lleva a cabo el al-

enfermedades o pudriciones oca- sionadas por microorganismos; lo cual, propicia que estos productos presenten una baja adaptación a atmósferas muy húmedas. Cabe resaltar que existe una escasa o nula generación de tecnologías desarrolladas en estas regiones a través de los procesos de investi- gación y que se pudieran aplicar fácilmente en estos productos ali- menticios. La carencia del desa- rrollo de tecnologías propias en los países en vía de desarrollo ha hecho posible pérdidas en la pro- ducción superior al 40% en frutos de mango, limón, papaya, aguacate, entre muchos otros. La disponibili- dad de los frutos de plátano (bana- no) durante todo el año no justifica su almacenamiento en AC.

La tecnología de AC para el almacenamiento es casi totalmen- te se casi exclusivo para manza- nas, peras y kiwi. Esta tecnología ha sido utilizada por casi 7 déca- das pero su aplicación se ha incrementado en los últimos 15 años. Algunos de los sistemas de AC utilizados actualmente para el almacenamiento incluyen la AC convencional, AC rápida (el siste- ma mas utilizado), AC de ultra

I Los tratamientos físicos poscosecha incluyen uso de atmósfera modificada, bajas temperaturas, altas temperaturas e irradiación; así como la combinación de dos o más de estos tratamientos

bajo O, (ULO), AC de alto CO, y AC de baio etileno.

L ~ S AM y AC en combina- ción con la refrigeración son cada vez mas utilizadas durante la transportación marítima de dife- rentes frutas como plátano (bana- no), aguacate (palta), mango, li- món, melón, manzana, pera, du- razno, lechuga, fresa (fmtilla), entre otros. El transportación de frutas en AM inició su aplicación

hace tres décadas, pero fue hace menos de 15 años cuando se hizo factible el uso de AC en el trans- porte. Existen diferentes sistemas comerciales para la transportación en AM y en AC. Algunos de estos sistemas funcionan en forma está- tica, modificando la atmósfera en forma semi-activa desde el princi- pio adicionando normalmente una mezcla de gases, pero después de- penden de la adición de aire para corregir la concentración del O, y al uso de cal para corregir la con- centración de CO,. Otros sistemas controlan la atmósfera en forma activa a través del uso de aire, ni- trógeno y CO,. Actualmente, 1 grandes volúmenes de frutas pro- ducidas en América Latina son transportadas en AC por vía marí- tima a diferentes mercados de Asia, Europa y Norte América; entre las que destacan el plátano, aguacate, mango, limón persa, uva, durazno, manzana y kiwi.

El empaque en AM 1

Interior de una planta de irradiación gamma. Las radiaciones ionlzantes proceden de una fuente de cobalto O de cesio, ubicada en el centro de la estructura.

(EMAM) es una técnica que se usa mayormente para generar una AM alrededor de un producto em- pacado en diferente tipos de polímeros que a su vez permiten un intercambio de gases. La tec- nología es utilizada ampliamente para la preservación de diferentes tipos de alimentos perecederos, como son carnes, pescados, ma- riscos, quesos, ensaladas, alimen- tos preparados, frutas y hortalizas procesadas y semi-procesadas o mínimamente procesadas. En Eu- ropa se utilizan más de 3000 mi- llones de empaques de alimentos en AM, mientras que en EUA existen más de 600 millones de empaques.

La necesidad de la aplica- ción de baias temDeraturas o de refrigeración en combinación con el uso del EMAM es de gran rele- vancia, ya que es factor muy im- portante para la reducción de los

mar en cuenta varios factores como son el tipo, grosor y método de fabricación de la película, hu- medad relativa en el empaque, ta- maño del empaque, la especie de fruta o producto a empacar, canti- dad, estado fisiológico, tolerancia del producto a la concentración de los diferentes gases (O,, CO,) y periodo de almacenamiento.

La carencia de tecnologías de conservación propias de los países en desarrollo ocasiona pérdidas superiores al 40% en algunos productos como mango, limón, papaya

riesgos microbianos. Durante el y aguacate uso del EMAM es necesario to-

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Tratamiento Son muchos 10s tipos de polí- hidrotérmico de mango, meros utilizados para el EMAM

de diferentes alimentos como po- lietileno de baja y alta densidad, polipropileno, acetato de celulosa, cloruro de polivinilo, entre otros. Las películas plásticas que se usan en el EMAM de frutas ente- ras o mínimamente procesadas deberán caracterizarse por una alta permeabilidad al O,, CO, y al vapor de agua. Con el propósito de reducir el deterioro de los ali- mentos con EMAM, se pueden aplicar tratamientos adicionales como son el uso de antioxidantes (como el ácido cítrico), absorbe- dores de O, (como el hierro, sulfitos), absorbedores de CO, (como el hidroxido de calcio), absorbedores de vapor de agua (como sales), absorbedores de etileno (como el permanganato de potasio). El EMAM se puede uti- lizar en forma pasiva, donde la

PRESERVACION DE U CALIDAD

modificación de la atmósfera sea Envasado de plátano en por efecto de la respiración del atmósfera modificada. alimento y a la permeabilidad de la película del empaque; asimis- mo, pudiera ser en forma semi-ac- tiva, cuya modificación se inicia mediante la adición o eliminación en las concentraciones de algunos gases. Son varios los tratamientos que pueden aplicarse para modifi- car las características de las pelí- culas, como son: los tratamientos para modificar la permeabilidad de gases, la aplicación de filtros específicamente de luz ultravio- leta, el uso de minerales para pre- servar el color de algunos alimen- tos y tratamientos para lograr la eliminación de olores indeseados, entre otros.

Las AM y AC aplicadas con concentraciones muy bajas de O, y10 muy altas de CO,, funcio- nan para el control de insectos y representan u n gran potencial pa-

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PRESERVACIÓN DE LA CALIDAD

I Las atmósferas modificadas se utilizan, en combinación con la refrigeración, durante el transporte marítimo de numerosas frutas

ra su desarrollo como tratamien- tos cuarentenarios. El control de insectos se acelera al utilizar las h concentraciones mas bajas de O,, las concentraciones mas altas de CO,, las temperaturas mas altas y la humedad relativa más baja. Recientemente, se ha logrado en mi laboratorio el 100% de morta- lidad in vitro e in vivo de diferen- tes estadios de las especies de moscas de la fruta Anastrepha ludens y A. obliqua en mango 'Manila', cuando se aplicaron el 0% de O,, 50% de CO, a 44OC por 160 minutos. El uso de las AM y AC a altas temperaturas para el control de insectos acarrea muchas ventajas, ya que no dejan residuos tóxicos en el alimento y su costo es muy competitivo, en comparación con otros sistemas cuarentenarios como son el uso El uso de las AM y AC Atmósfera de agroquímicos y los tratamien- para el empaque, transporte o al- controlada para tos hidrotérmicos. Sin embargo, macenamiento requiere de un ma- fresas. estas atmósferas insecticidas son nejo adecuado en poscosecha, muy extremas y por lo tanto pue- que incluya la aplicación de tem- den causar problemas de anae- peraturas de refrigeración y hÜme- robiosis y fermentación en las dad relativa de 85% o mas (depen- frutas. Por lo que la utilización de diendo del tipo de producto). esta tecnología se restringe sólo a aquellos productos que toleran las Bajas temperaturas condiciones aplicadas de gases y La refrigeración sigue sien- altas temperaturas. do la tecnología más importante

En las últimas dos déca- en la preservación de los alimen- das, la tecnología de AM y AC ha tos. Las tecnologías y tratamien- tenido avances importantes como tos disponibles s61o pueden con- la separación de aire, el control y siderarse como complementos, monitoreo de gases, el desarrollo pero no como sustitutos a la refri- de polimeros adecuados y el me- geración. La refrigeración tiene joramiento de técnicas de empa- varias ventajas, como es la reduc- que para el EMAM. Estos avan- ción en la velocidad rnetabólica ces han incrementado en forma del alimento; reduce la síntesis y muy significativa el uso de las acción del etileno; incrementa la tecnologías de almacenamiento en resistencia de los vegetales a la AC y el EMAM e hizo posible el acción del etileno y controla va- uso de AC para el transporte ma- rios insectos y microorganismos. rítimo. Los sistemas cuarentenarios se

han desarrollado en función al uso de temperaturas bajas para el con- trol de algunos insectos como la mosca del Mediterráneo (Ceratitis capitata, Wiedemann) y es aplica- do actualmente en varias especies de frutos. En durazno, este siste- ma cuarentenario consiste en la exposición del fruto a temperatu- ras de 3.3 a 4.4"C llegando a ma- tar a las larvas en tres semanas de exposición. Tratamientos cuaren- tenarios para el control de las moscas del Mediterráneo, del Ca- ribe y de Queensland consisten en aplicar temperaturas de 1.1 "C por 20, 12 y 18 días respectivamente. El control de la mosca del Medi- terráneo en los cítricos puede lograrse a 0.56 a l . l °C por 9 a 12 días. En Uruguay se aplica en na- ranjas 'Washington Navel' y en mandarinas Éllendale' temperatu- ras de 1°C por 16 días. También, el 100% de mortalidad de la mos- ca del Caribe Anastrepha suspen- sa (Loew) en frutos de carambola se logra a temperaturas de l . l °C y 5OC por 13 y 21 días, respectiva- mente. Este sistema cuarentena- rio se utiliza solamente en pro- ductos resistentes a los daños por frío (DF) como son las carambo- las, manzanas, peras, duraznos y algunos cítricos; sin embargo, los frutos tropicales son altamente sensibles al DF y por lo tanto este sistema cuarentenario no es ade- cuado para ellos. Los tratamientos cuarentenarios con bajas tempera- turas pueden aplicarse durante el transporte de las frutas a los mer- cados. Sin embargo, es importante asegurarse que esta aplicación se haga de forma que pueda certi- ficarse, asegurando el control y monitoreo de la temperatura.

Altas temperaturas Las altas temperaturas son

muy eficaces para el control de enfermedades e insectos. Además los tratamientos térmicos mues- tran efectos muy positivos para incrementar la resistencia de va- rios frutos al DE El calor puede aplicarse de diferentes formas como es el agua caliente, vapor caliente o aire seco caliente. El sistema mas utilizado actualmente

* PRESERVACIÓN DE LA CALIDAD

es el agua caliente, que se aplica en diferentes frutos para el con- trol de insectos y enfermedades. La técnica de inmersión en agua caliente es mas eficaz que el aire caliente, debido al alto factor de transferencia de calor y es mas fá- cil mantener una tem~eratura uni- forme. Agua a temperatura de 48 a 55°C por periodos de 3 a 15 minutos son eficaces para el con- trol de varias enfermedades. Sis- temas cuarentenarios utilizando agua caliente se han desarrollado para plátano (banano), carambola, litchi, guayaba, mango y papaya. Agua a temperatura de 46.1 "C por 65, 75 o 90 min (dependiendo del peso de la fruta) es utilizada en diferentes países como sistema cuarentenario para el control de insectos en mango. Este sistema se desarrolló en México en 1988 y se extendió posteriormente a otros países. El vapor de agua es también utilizado, pero en menor escala comparando con el agua

caliente. El vapor de agua se utili- zó en EUA en 1929 como un sis- tema cuarentenario para el control de la mosca del Mediterráneo y en 1932 para el control de la mos- ca mexicana (Anasrrepha ludens). Algunos tratamientos cuarente- narios aprobados incluyen: 43.3- 43.7"C por 5 horas en toronja 'Marsh', 44.4"C por 8.75 horas en chile morrón, berenjena, papaya, piña (que no sea 'Smooth Ca- yene'), tomate o calabacita. El va- por de agua a 43.3 - 43.7"C por 5 horas es autorizado como u n sis- tema cuarentenano para el control de la mosca del Caribe (A. suns- pensa) en toronja 'Marsh'. El va- por de agua a 43.5"C por 4.25 Hrs es autorizado para el control de la mosca del mediterráneo, la mosca oriental (Dacus dorsalis) o la mosca del melón (Dacus cucur- bitae). En colombia, pitaya expor- tada a Japón es tratada con vapor caliente a 46°C y 95% de hume- dad relativa por 20 minutos.

Tratamientos con aire calien- te forzado a baja humedad relati- va (50+10%) han sido desarrolla- dos como tratamientos cuarente- narios para papaya. La ventaja de estos tratamientos es que logran un menor condensación de agua y por tanto mejor calidad del fruto.

El uso de tratamientos a altas temperaturas debe ser utilizado sólo para productos tolerantes al

W Las peliculas plásticas que se utilizan para el envasado en atmósfera modificada se caracterizan Dor su alta permeabilidad al oxígeno, al anhidrido carbónico y al vapor de agua

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calor. Varios productos son sensi- bles al calor y fácilmente pueden desarrollar daños, normalmente en forma de escaldado. El tama- ño, forma y estado de madurez del fruto son factores muy impor- tantes a considerar cuando se aplican los tratamientos térmicos, ya que estos determinan la efica- cia del control de insectos y la sensibilidad/tolerancia del fruto al calor. Los frutos deben de ser cla- sificados por tamaño, peso y esta- do de madurez antes de aplicar el tratamiento.

La refrigeración sigue siendo la tecnología en la preservación de los alimentos; otros tratamientos deben considerarse solo como complementos de la misma

Existen varios sistemas y di- seños para aplicar los diferentes tratamientos térmicos. Varios re- quisitos deben considerase en cualquier instalación, especial- mente si ésta es para la aplicación de un tratamiento cuarentenario. El sistema debe asegurar la apli- cación de una temperatura unifor- me. El incremento en la cantidad de frutas reduce la posibilidad de la uniformidad en la temperatura. Por Lo tanto, es mas recomendable utilizar varios espacios reducidos (cámaras para aire, tanques para agua) que un espacio grande. El flujo de aire o la circulación del agua son factores importantes para asegurar la uniformidad del tratamiento. Los tratamientos cua- rentenarios deben de ser monito- reados y controlados por compu- tadora~

lrradiaciones El término de irradiación se

refiere a varios sistemas (microon- das, visible, ultravioleta, elec- trones, rayos x, rayos gamma, etc).

Sin embargo los sistemas comer- Patatas y cebollas ciales autorizados por la FDA irradiadas (izq) y (Food and drug Administration, material de control USA) para su uso en alimentos (derecha). (hasta una dosis de 1000 Gy) son rayos g (de cobalto 60 o de cesio 137). electrones de un acelerador de < LO MeV, y de rayos x con una energía de < 5 MeV. Las irradiaciones (especialmente los rayos g) a dosis bajas (0.05-0.15 KGy) son utilizadas en algunos países europeos para el control de la brotación durante el almacena- miento de las papas y las cebo- llas. La USDA (Secretaría de Agricultura en EUA) autorizó el uso de la irradiación como un tra- tamiento cuarentenario en papaya (en Hawaii) para el control de las larvas de la mosca oriental (Bac- trocera dorsalis), la mosca del Mediterráneo (C. capitata) y la mosca del melón (B. cucurbitae). Las irradiaciones (rayos x) fueron sugeridas desde 1930 como trata- mientos cuarentenarios para el control de la mosca oriental y la mosca del melón en varias frutas y hortalizas en Formosa. En 1956, las irradiaciones gamma (cobalto 60) fueron sugeridas para el control de algunos insec- tos en Hawaii. Las dosis reque- ridas para eliminar insectos (alre- dedor de 1000 Gy) son normal-

mente mayores a aquellas tolera- das por la mayoría de las frutos y hortalizas. Sin embargo dosis de alrededor de 150-300 Gy pueden prevenir el desarrollo de la emer- gencia del adulto y la reproduc- ción y por lo tanto, existen ante- cedentes para utilizar estos efec- tos como la base de un sistema cuarentenario. Sin embargo, estos efectos todavía enfrentan- proble- mas logísticos y técnicos. Ade- más, la eficiencia de las irradiaciones disminuye cuando las larvas se encuentran en un me- dio líquido y10 a bajas concentra- ciones de O, como es el interior de las frutas.

Las irradiaciones tienen va- rias limitaciones incluyendo cau- sar daños a la mayoría de los ve- getales a dosis mayores de 0.3 kGy. Estos daños se expresan en diferentes formas como fitotoxi- cidad, quemaduras, ablandamien- to, pérdida en el contenido de al- gunos nutrimentos como la vita- mina C, etc. Los rayos g produci- dos por cobalto 60 y cesio 137 (los mas utilizados en la industria) cau- san ionizaciones cuando colisionan con la materia y además liberan ra- dicales libres (sobre todo en ali- mentos con alto contenido de agua) que pueden causar daños celulares. Además, el uso de esta tecnología todavía no es muy aceptada por parte del consumidor.

Dr. m a d i M. Yahia

Facultad de Química, Universidad Autónoma de Queretaro, 76010 Querétaro, Qro., México. TelIFax: +S-4-2281 41 6. Correo electronico:

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Dr. Rafael Ariza Narr

Instituto Naciond de Investigaoiones Forestaies, Agrlcolas y Pecuarias, Campo Experimental Chilpancingo, 49090 Chilpancinge, Gro., MBxico. TellFar +52-74-716957, Correo electrbnico aechilooOprodigy.net.mx

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