Determinación de cambios fisicoquímicos asociados con el desarrollo del fruto de Gulupa

(Passiflora pinnatistipula Cav.) en cuatro fincas productoras de la Provincia del Sumapáz

Hernando Jabier Gómez G. Alexander Quiroga Anzola

Director: Profesor Jairo Enrique Granados

M

Estudiantes de Ingeniería Agronómica

1

2

Introducción• Fruta con alto potencial de producción

y buena aceptación en el mercado nacional e internacional

• Desconocimiento de los cambios que ocurren durante el desarrollo del fruto.

• Necesidad de determinar el estado optimo para la cosecha y los índices que lo caracterizan.

3

Problema

4

Clasificación taxonómica• Clase: Magnoliopsida

• Subclase: Dilleniidae

• Orden: Violales

• Familia: Passifloraceae

• Género: Passiflora

• Especie: P. pinnatistipula Cav.

5

ANTECEDENTES

• FISCHER Gerhard, 2006, Determinación de los estados de madurez del fruto de Gulupa (Passiflora edulis f. edulis), Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia, Santafé de Bogotá.

• IBARRA, 2005 El cultivo de Gulupa (Passiflora pinnatistipula Cav) (en prensa), Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Cundinamarca, Fusagasugá.

6

• FERNÁNDEZ A.M, 2001, Determinación de índices de cosecha en el cultivo de Curuba (Passiflora mollisima) en Nuevo Colon, Facultad de Agronomía Universidada Nacional de Colombia. Santa fe de Bogotá.

• GONZÀLEZ, et al, 2001, Desarrollo del fruto e índices de cosecha de la Carambola (Averrhoa carambola L.) Producida en el piedemonte amazónico colombiano, Revista Agronomía Colombiana Vol. XVIII, Facultad de agronomía Universidad Nacional de Colombia, Santa fe de Bogota.

7

• SERRATO Y JIMÉNEZ, 2006, Determinación del agente causal de la roña de la Gulupa (Passiflora pinnatistipula Cav), tesis de pregrado Facultad de Ciencias Agropecuarias Universidad de Cundinamarca, Fusagasugá.

8

OBJETIVO GENERAL

Caracterizar los cambios físicos y bioquímicos asociados con el desarrollo y maduración del fruto de la Gulupa (Passiflora pinnatistispula Cav) mediante la determinación de índices de madurez.

9

REVISIÓN DE LITERATURA

10

Mapa conceptual

11

Materiales y métodos

12

Localización

13

Agroclimatología Indicadores I II III IV

Altitud (m.s.n.m.) 2095 2141 2306 2324

Temperatura (°C) 18 - 22 18 - 22 15 -16 15 -16

Humedad relativa (%) 70 70 75 75

Luminosidad (h) 6 - 8 6 - 8 6 - 8 6 - 8

Pluviosidad (mm) 1000 - 1200 1000 - 1200 1000 - 1200 1000 - 1200

14

MuestreoN° Finca Ubicación N° Total

PlantasN° Plantas

Muestreadas

I Subia El vergel

70 18

II Subia central 62 15

III San Raimundo 40 12

IV San Raimundo 75 20

15

16

Diseño experimental

Diseño muestral en Bloques completos al azar

17

Modelo estadístico

Correspondió a un modelo lineal aditivo

Yij = + i + βj + Εij

18

Índices físicos evaluadosÍndice UnidadPeso gVolumen real cm3

Volumen teórico cm3

Peso especìfico g*cm-3

Diámetro Longitudinal cmDiámetro transversal cmÁrea superficial cm-2

Firmeza en los polos (a) kg*cm-2

Firmeza en el Ecuador (b) kg*cm-2

Porcentaje de endocarpio %Porcentaje de exocarpio %

19

Variable Unidad

pH

Acidez titulable %

Sólidos solubles °Brix

Materia seca %

Contenido de humedad %

Proteína mg/100g

Calcio mg/100g

Clorofilas totales mg/100g

Carotenos (Licopeno) μg/100g

Relación de madurez

Índices químicos evaluados

20

Análisis estadístico realizado

• Estadígrafos de tendencia central y de dispersión

• Normalización• Análisis de varianza en doble vía • Test de rangos múltiples de Duncan y

Tukey • Matriz de correlación

21

Paquetes estadísticos

• EXCEL , Windows office 2007• SPSS for Windows versión 11.0

21

Procedimientos en campo

• Selección de las fincas (cuatro)• Cuantificación de plantas y determinación

de unidades de muestreo• Entrevista con el productor• Marcación de frutos con d 1.0 cm• Recolección de 20 frutos por finca

quincenalmente en 6 ocasiones

22

23

Marcación de frutos

24

25

Procedimientos en laboratorio

Variable Técnica analítica

Peso Medición con Balanza analítica con precisión de 0.001g

Volumen real Método de inmersión empleando el Principio de Arquímedes

Peso especifico Obtenido matemáticamente

Diámetro Longitudinal Medición con calibrador

Diámetro transversal Medición con calibrador

Volumen teórico Obtenido matemáticamente a partir de conocimiento del diámetro del fruto

Área teorica Obtenido matemáticamente a partir del conocimiento del diámetro del fruto

Firmeza en los polos (a) Medición con penetrómetro

Firmeza en el Ecuador (b) Medición con penetrómetro

Porcentaje de endocarpio Medición con Balanza analítica con precisión de 0.001g

Porcentaje de exocarpio Medición con Balanza analítica con precisión de 0.001g

26

Variable Técnica analítica

pH Medición con potenciómetro

Acidez titulable Titulación de 10 mL jugo con NaOH 0.1 N empleando fenolftaleína como indicador

Relación de madurez

Relación matemática entre los porcentajes de acidez y sólidos solubles

Materia seca Introducción de muestras en Estufa a 75°C, medición del peso en la balanza analítica con precisión 0.001g

Cenizas Método de calcinación del material vegetal a 600°C

Humedad Relación del peso de la materia seca y el peso de la muestra

Proteína Método de Biuret – Lowry

Calcio Método complexométrico

Clorofilas totales Método espectrofotométrico

Carotenos (Licopeno)

Método espectrofotométrico

27

Resultados y discusión

28

Resumen índices físicos FINCAS

ÍNDICE I II III IV

Peso(g) 57,276 48,047 47,646 48,188 ab

Diámetro longitudinal (cm) 5,338 4,960 4,96 b 4,960

Diámetro ecuatorial (cm) 5,451 4,764 4,764 5,003

Área superficial (cm2) 93,807 71,698 71,698 ab 79,066

Volumen real (cm3) 57,900 54,267 44,850 51,5 ab

Volumen teórico (cm3) 86,058 57,549 57,549 66,687

Peso específico (g*cm-3) 0,952 0,857 0,916 0,925

Firmeza en los polos (kg*cm-2) 8,446 7,210 7,091 7,430

Firmeza en el ecuador (kg*cm-2) 9,005 7,706 7,620 7,950

Porcentaje de endocarpio (%) 69,547 64,568 63,547 62,358

Porcentaje de exocarpio (%) 30,543 35,432 36,453 37,642

29

Índices Significancia Fincas DíasPeso(g) ** **Diámetro longitudinal (cm) * **Diámetro ecuatorial (cm) NS **Área superficial (cm2) * **Volumen real (cm3) ** **Volumen teórico (cm3) NS **Peso específico(g*cm-3) NS **Firmeza en los polos (kg*cm-2) NS **Firmeza en el ecuador (kg*cm-2) NS **Porcentaje de endocarpio (%) NS **Porcentaje de exocarpio (%) NS **

30

Peso (g)

I II III IV -

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000 ab

31

30 45 60 75 90105

0

10

20

30

40

50

60Curva de peso

I

II

III

IV

Días

g

32

30 45 60 75 90 1050

10

20

30

40

50

60

Peso (g)Volumen (cm3)

g cm3

33

Diámetros longitudinal y transversal (cm)

I II III IV 4.400

4.600

4.800

5.000

5.200

5.400

5.600

Diámetro longitudinal (cm)Diámetro transversal (cm)

b

34

30 45 60 75 90 1051

1.52

2.53

3.54

4.55

5.5

Curva de Diámetro Transversal

I

II

III

IV

DÍAS

cm

35

30 45 60 75 90 1051

1.52

2.53

3.54

4.55

5.5

Curva de Diámetro Longitudinal

I

II

III

IV

DÍAS

cm

36

30 45 60 75 90 1051

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

DLDT

cm

37

Área teórica (cm2)

I II III IV -

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

ab

38

30 45 60 75 90 1050

102030405060708090

100

Curva del área teórica

I II

III IV

DÍAS

cm2

39

30 45 60 75 90 1050

102030405060708090

Chart Titlecm2

Área teórica

40

Volumen real (cm3)

I II III IV -

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

Volumen real (cm3)Volumen teórico (cm3)

ab

41

30 45 60 75 90 1050

10

20

30

40

50

60

70

Curva de Volumen real

I

II

III

IV

DÍAS

cm3

42

30 45 60 75 90 1050

10

20

30

40

50

60Chart Titlecm3

Volumen real

43

Volumen teórico cm3

30 45 60 75 90 1050

102030405060708090

100

I

II

III

IV

DÍAS

cm3

44

30 45 60 75 90 1050

10

20

30

40

50

60

70

80Chart Title

cm3

Volumen teórico

45

Peso específico (g*cm-3)

30 45 60 75 90 1050.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40Curva del peso específico

I

II

III

IV

Días

g/cm

3

46

30 45 60 75 90 1050.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25 Chart Titleg*cm-3

Peso específico

47

Firmeza en los polos y Ecuador(kg*cm-2)

45 60 75 90 1057

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11Curva de la firmeza en el Ecuador

I

II

III

IV

Días

kg*c

m-2

48

45 60 75 90 1056

7

8

9

10

11

Curva de la firmeza en los polos

I

II

III

IV

Días

kg*c

m-2

49

45 60 75 90 1057.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

ab

kg*cm-2Firmeza

50

Porcentajes de endocarpio y exocarpio (%)

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

1020304050607080

Curva del Porcentaje de mesocarpio

I

II

III

IV

DÍAS- ESTADOS

%

51

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS22

32

42

52

62

72

82

Curva del porcentaje exocarpio

I

II

III

IV

DÍAS - ESTADO

%

52

75 Verdes 90 Pintones 105 Maduros20

30

40

50

60

70

80

MesocarpioExocarpio

53

Resumen Índices químicos FINCAS

ÍNDICES I II III IVpH 3,847 3,9586 4,4133 4,0186Materia seca (%) 18,183 18,173 19,83 18,057Humedad (%) 81,817 81,827 80,17 71,943Acidez (%) 81,197 85,217 82,56 82,984Sólidos solubles (°Brix) 11,5 11,9 13 16 bClorofilas (mg/100g) 0,0832 0,1937 0,1592 0,1932Carotenos (mg/100g) 139,2461 82,2319 139,7573 180,2733Proteínas (mg/100g) 942,446 391,181 677,297 789,417Calcio μg/100g 5898,34 9060,64 10732,1 20683,13Relación de madurez 0,142 0,140 0,157 0,193 b

54

Índices Significancia Fincas Días

pH NS **Materia seca (%) NS *Humedad (%) NS *Cenizas (%) NS **Acidez (%) NS **Sólidos solubles (°Brix) ** **Clorofilas (mg/100g) NS **Carotenos (mg/100g) NS **Proteínas (mg/100g) NS **Calcio μg/100g NS NSRelación de madurez ** *

55

pH

45 60 75 90 1052.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

I

II

III

IV

Días

56

75 90 1052.9

3.1

3.3

3.5

3.7

3.9pH

57

Materia seca y Humedad (%)

10121416182022

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS

%

DÍAS - ESTADOS

Curva de la materia seca

IIIIIIIV

58

67727782879297

75 V

ERDE

S

90 P

INTO

NES

105

MAD

UROS

%

Días - Estados

I

II

III

IV

Curva del Contenido de humedad

59

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS10

20

30

40

50

60

70

80

90

MS

%HUMEDAD

%

60

Acidez titulable (%)

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS8182838485868788

Curva de la acidez titulable

IIIIIIIV

DÍAS - ESTADO

%

61

75 90 10582.5

83

83.5

84

84.5

85

85.5

86

86.5

%

Acidez titulable

62

Sólidos solubles (°Brix)

I II III IV0

2

4

6

8

10

12

14

16

Sólidos solubles b

63

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS8

9

10

11

12

13

14

15

16Evolución de Sólidos solubles

I

II

III

IV

DIAS - ESTADOS

°BRI

X

64

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS11

11.5

12

12.5

13

13.5°Brix Sólidos solubles

65

Proteína(mg*100g-1)

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

100200300400500600700800900

1000

Curva de la concentración de Proteína

I II

III IV

Días - Estados

mg*

100g

-1

66

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

100

200

300

400

500

600

700

800mg*100g-1 Proteína

67

Calcio (mg*100g-1)

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

500010000150002000025000300003500040000

Curva de la concentración de Calcio

IIIIIIIV

Días - Estados

mg/

100g

68

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS11000

13000

15000

17000

19000

21000

23000

25000

Chart Titlemg*100g-1Calcio

69

Pigmentos (mg*100g-1 - µg*100g-1)

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5

Curva de la concentración de Clorofilas totales

I

II

III

IV

Días - Estados

mg/

100g

70

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200Curva de la concentración de Licopeno

I

II

III

IV

Días - Estados

μg/

100g

71

0,000,501,001,502,002,503,003,504,00

I II III IV I II III IV I II III IV

mg*100g-1

verdes pintones maduros

Clorofilas a, b y totales

b

a

Total

72

Relación de madurez

I II III IV0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

0.180

0.200

b

73

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0.090

0.110

0.130

0.150

0.170

0.190

0.210Curva de la relación de madurez

I II

III IV

Días - estados

74

75 VERDES 90 PINTONES 105 MADUROS0.130

0.135

0.140

0.145

0.150

0.155

0.160 Relación de madurez

75

Etapa de crecimiento

0 10 12 25 30 45

Días

76

Etapa de Maduración1 2 3 4 5 6

77

DÍAS PESO (g) VOL (cm3) DL (cm)

DT

(cm)

AT

(cm2)

PE

(g*cm-3)

V T

(cm3)

FIRMEZA

A

(Kg*cm-2)

30 1.142 1.023 1.447 1.5 2.595 1.202 0.932

45 29.597 31.338 4.479 4.042 53.026 0.958 38.1819.058

60 40.859 42.667 5.023 4.642 65.235 0.965 50.188 8.623

75 45.86 51.802 5.235 5.03 80.837 0.923 69.24 9.989

90 46.442 54.512 5.258 5.125 82.885 0.927 71.425 10.015

105 50.289 52.129 5.054 4.995 79.067 0.912 66.96 7.544

DÍAS

FIRMEZA B

(Kg*cm-2)

%

MESOC

%

EXOC

PH

PROM

° BRIX

(%)

MS

%

45 8.467 5.955

60 8.529 4.103

75 10.346 25.424 74.67 3.039 11.425 13.261

90 9.901 51.547 40.952 3.345 12.625 15.564

105 8.07 65.005 35.017 4.059 13.1 18.56

DÍAS

CH

%

AT

%

CLOR

(mg/100g)

CAROT.

( μg/100g)

PROTEINA

(mg/100g)

Ca

(mg/100g) RM

75 84.235 86.179 3.134 35.878 123.678 24326.215 0.13

90 91.16 82.948 1.641 74.334 179.476 18512.13 0.15

105 78.939 82.989 0.157 135.377 700.085 11596.552 0.15

78

Clasificación por calibres

Clasificación de calidad según el peso (g)

clasificación Finca 1 Finca 2 Finca 3 Finca 4

F Muy mala 38.7 – 46.6 32.5 – 39.3 32.5 – 39.3 18.4 – 29.5

E Mala 46.2 – 52.5 39.4 – 44.5 39.4 – 44.5 29.6 – 37.3

D Regular 52.6 – 64.3 44.6 – 54.6 44.6 – 54.6 37.4 – 54.4

C Buena 64.4 – 67.2 54.7 – 57.2 54.7 – 57.2 54.5 – 58.6

B Muy buena 67.3 – 70.1 57.3 – 59.8 57.3 – 59.8 58.7 – 62.8

A excelente 70.2 – 81.2 59.9 – 69.4 59.9 – 69.4 62.9 – 78.4

79

Clasificación de calidad según el diámetro transversal (cm)

Clasificación Finca 1 Finca 2 Finca 3 Finca 4

F Muy mala 4.68 – 5.00 4.24 – 4.58 3.89 – 4.35 4.01 – 4.44

E Mala 5.01 – 5.23 4.59 – 4.84 4.36 – 4.70 4.45 – 4.77

D Regular 5.24 – 5.70 4.85 – 5.35 4.70 – 5.39 4.78 – 5.40

C Buena 5.71 – 5.82 5.36 – 5.48 5.40 – 5.56 5.41 – 5.57

B Muy buena 5.83 – 5.94 5.49 – 5.62 5.57 – 5.74 5.58 – 5.73

A excelente 5.95 – 6.39 5.63 – 6.10 5.75 – 6.39 5.74 – 6.33

80

Clasificación de calidad según el diámetro longitudinal (cm)

Clasificación Finca 1 Finca 2 Finca 3 Finca 4

F Muy mala 4.57 – 4.90 4.44 – 4.75 4.17 – 4.68 4.09 – 4.59

E Mala 4.91 – 5.15 4.76 – 4.99 4.69 – 5.05 4.60 – 4.96

D Regular 5.16 – 5.64 5.00 -5.46 5.06 - 5.80 4.97 – 5.69

C Buena 5.65 – 5.77 5.46 – 5.58 5.81 - 5.99 5.70 – 5.88

B Muy buena 5.78 – 5.89 5.59 – 5.70 6.00 – 6.18 5.89 – 6.07

A excelente 5.90 – 6.36 5.70 – 6.15 6.19 – 6.88 6.08 – 6.76

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Muy m

ala M

ala

Regular

Buena

Muy buena

excelente

10

15

20

25

30

35

4.57 – 4.90

4.91 – 5.15

5.16 – 5.64

5.65 – 5.77

5.78 – 5.89

5.90 – 6.36

0

5

10

15

20

25

30

35

Diagrama de frecuencias

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Conclusiones y

recomendaciones

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ConclusionesEl peso, volumen, área teórica, volumen y porcentaje de endocarpio tienden a aumentar mientras la densidad, firmeza y porcentaje de exocarpio tienden a disminuir.

El pH, sólidos solubles, materia seca, proteínas y carotenos tienden a incrementarse mientras el contenido de humedad, clorofilas y calcio tienden a disminuir. Entre tanto, aumenta la relación de madurez.

Los estados iniciales 1, 2 y 3 (30, 45 y 60 días) son etapas de alta actividad fisiológica.

En el estado 4 que corresponde a los 75 días se alcanza la madurez fisiológica. Los estados finales se conocen como madurez organoléptica.

Los principales cambios son: Degradación de clorofilas, Síntesis de azúcares, uso de ácidos orgánicos, pérdida de firmeza, cambios de color aroma y sabor.

Ciclo de desarrollo del fruto: 105 días

Índices apropiados: peso, diámetros, pH, °Brix y acidez titulable

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Recomendaciones• Cosechar entre los 90 y 105 días.• No cosechar frutos verdes.• La Gulupa es susceptible de industrialización.• Frutos para industria: °Brix≥16; pH≥6.13• Tener en cuenta la fisiología del cultivo y los planes de

manejo. Cultivar material sano.• Contar con un sistema de selección y clasificación en la finca.• Recolectar a tiempo para evitar caída de frutos.• Proteger los frutos al recolectarlos.• Realizar más estudios en: poscosecha, control de plagas y

enfermedades, nutrición e industrialización del cultivo.

Gracias por su atención

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