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Si el fruto se recubre con nanopartículas de óxido de titanio y plata, la maduración se retrasa entre 2 y 3 semanas, ¿por qué? La respuesta está en que estos compuestos limitan la acción del etileno –hormona que estimula naturalmente el proceso de maduración– y el crecimiento del hongo que causa la antracnosis, enfermedad que suele dañar el producto. Esta estrategia ofrece posibilidades de mantener y superar los estándares de calidad del “oro verde”.
Entre enero y febrero de 2024 las exportaciones colombianas de aguacate Hass crecieron un 84,1 % con respecto al mismo periodo de 2023, consolidándose como uno de los bienes no minero-energéticos más importantes de la economía del país. No obstante su cultivo –y el de otras frutas y hortalizas– sigue afrontando un reto importante: la maduración, que dificulta el cumplimiento de los estándares de calidad de color y firmeza del fruto.
Los frutos climatéricos, es decir aquellos que siguen madurando aún después de haber sido recolectados, producen grandes cantidades de etileno a medida que la tasa de respiración aumenta. Ejemplos de estos son: manzana, pera, plátano, mango, papaya, tomate y aguacate.
“También existen otros problemas asociados como la antracnosis, una enfermedad causada por el hongo Colletotrichum gloeosporioides que puede generar pérdidas de hasta el 80 % si no se hace un manejo adecuado poscosecha”, explica Paula Andrea Nevado Velásquez, magíster en Ciencias – Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.
Teniendo en cuenta este contexto, ella se enfocó en perfeccionar una estrategia usada hoy para retrasar la maduración, y explica: “aunque la molécula más utilizada para inhibir la producción de etileno es el 1-metilciclopropeno, se ha visto que al final del proceso provoca una maduración no uniforme y altera los perfiles ácido grasos y de azúcar. Por otro lado, para manejar las infecciones se usan químicos como el imidazol, que por su toxicidad ha sido suspendido en países de Europa”.
Su propuesta tuvo un enfoque nanotecnológico, es decir, basado en el uso de materiales de estructuras diminutas. “Concretamente desarrollamos un recubrimiento con nanopartículas de dióxido de titanio enriquecidas o dopadas con plata, sustancias no tóxicas que permitirían no solo retrasar la maduración del fruto, sino también darle un plus antimicrobiano”.
Para obtener el material la investigadora utilizó 5 reactivos, entre ellos isopropóxido de titanio y nitrato de plata, sometiéndolos a un método llamado “autocombustión en solución”.
“Al mezclarse, los reactivos se ven como un gel. Este se calienta a más de 200 ºC, y justo en ese momento se genera una llama que al extinguirse deja un polvo blanco amarillento: el dióxido de titanio dopado con plata”, relata la magíster.
Puesto a prueba en condiciones simuladas
Después caracterizó las nanopartículas mediante técnicas y herramientas especializadas que le permitieron determinar, entre otras cosas, que el material es poroso, lo que facilita que absorba el etileno. “También hicimos pruebas fotocatalíticas –que nos mostraron que no era muy sensible a la luz– y biológicas, que nos confirmaron que la cantidad de etileno y de hongo disminuían”.
Con estos resultados favorables claros, realizó las pruebas de transporte y almacenamiento simulado con apoyo de docentes de la UNAL Sede Bogotá. “Preparamos almacenados que revisamos cada 7 días, durante 20 días en total. Unos estaban en condiciones de refrigeración a 5,5 ºC y a una humedad relativa del 80 %, otros los dejamos en condición ‘ambiente’, a 20 ºC y al 60 % de humedad relativa, con y sin el recubrimiento que creamos. Este lo aplicamos diluido en agua, sumergiendo la fruta en él durante un minuto y poniéndola a secar al aire en unas rejillas para eliminar el exceso de agua”.
Así encontró que los aguacates con el recubrimiento tardaban más en madurar, calculando un retraso aproximado de 2 a 3 semanas más.
“Las nanopartículas con una concentración baja de plata –de 0,75– mostraron muy buenos resultados: bajaron las mediciones de etileno, lo que nos da una idea de que se está evitando la presencia de la hormona porque se rompe su ciclo de autoproducción”, indica.
“Con respecto al hongo vimos una notoria disminución: los frutos sometidos al tratamiento tuvieron 1,4 unidades formadoras de colonia, mientras que los no sometidos tuvieron 4,7”, añade.
Esta investigación es un punto de inicio para probar las nanopartículas en otras verduras y hortalizas. Además también se puede evaluar para la degradación de contaminantes en agua u otros productos.
“De otro lado, se podría probar sintetizar el material con otros reactivos que quizá harían el proceso más eficiente, e incluso se podría pensar en elaborar empaques con estas nanopartículas para evaluar si tendrían el mismo efecto que nosotros vimos”, concluye la magíster.
