Preparación, caracterización de recubrimientos de Lactobacillus plantarum con quitosano y su aplicación en la conservación de la calidad poscosecha de litchi y rambután

Los frutos no climatéricos de la familia de las sapindáceas, como el litchi y el rambután, ven afectada su comercialización por problemas de pérdida de peso y oscurecimiento del epicarpio, debido a la degradación de los pigmentos rojos característicos. El pardeamiento es un proceso bioquímico favorecido por el cambio de pH y la deshidratación. Por este motivo se han implementado tratamientos químicos de conservación del color que no obstante su efectividad no garantizan inocuidad de los frutos al ser un riesgo para la salud humana. Por tanto en el presente estudio se propone el empleo de recubrimientos comestibles y biodegradables que no afectan al consumidor. El objetivo del trabajo fue elaborar recubrimientos con polímeros naturales y bacterias lácticas que mantuvieran el color rojo de los epicarpios de los frutos de rambután y litchi. Las aplicaciones en litchi se realizaron tanto en laboratorio como en campo, éstos últimos fueron llevados a cabo en las fincas de productores cooperantes en la Región del Papaloapan en el estado de Oaxaca. Las características funcionales de los componentes de los recubrimientos empleados fueron aprovechados tales como su actividad antimicrobiana, biodegradabilidad y biocompatibilidad del quitosano; nematicida y fungistática del aceite de neem (N); así como la producción de ácido láctico in situ de Lactobacillus plantarum (BAL). Se elaboraron diversas formulaciones con estos componentes variando las concentraciones de 5g/L y 10 g/L, asimismo se modificó químicamente el quitosano nativo mediante funcionalización con hidroxipropilmetilcelulosa (Q-g-HPMC) quitosano biológico-químico (Q) y comercial (QC) y BAL las cuales se probaron libres en combinación con quitosano B-Q, en coacervados (CoBAL) y en complejos solubles(QPBAL), los tratamientos de CoBAL formulados con quitosano y pectina en relación 1:2 y QPBAL en relación 1:1 , debido a las propiedades del quitosano y la pectina, el primero de carácter catiónico y el segundo aniónico. Los tratamientos en emulsión, disminuyeron la pérdida fisiológica de peso (PFP) de los frutos, sin embargo las demás variables de calidad medidas como las concentraciones de antocianinas totales, cianidina-3- rutinósido y catequina fueron bajas, lo cual pudo deberse a la oxidación del aceite vegetal utilizado en la preparación de las emulsiones. Se compararon los quitosanos Q y QC, siendo el primero el que presentó mejores resultados en la conservación de la calidad poscosecha de los frutos. El mejor tratamiento fue el que contenía a las BAL libres, seguida de COBAL y QPBAL. Los complejos solubles y coacervados obtuvieron buenos resultados en comparación al control pero en algunos bioensayos no hubo diferencias entre estos y el de BAL libre lográndose extender la vida poscosecha de los frutos hasta 21 días.The non-climacteric fruits of the family Sapindaceae, as litchi and rambutan, are mainly affected by their weight loss and darkening of the pericarp due to degradation of their characteristic red pigments. Browning is favored by biochemical changes triggered by pH and dehydration. The color conservation treatments based on chemical procedures do not guarantee safety of the fruits for human consumption despite their effectiveness. Therefore, in this study the use of edible and biodegradable coatings that do not affect the consumer health are proposed. The objective was to develop coatings with chitosan and lactic bacteria that maintain the red color of the pericarp in rambutan and lychee fruits. Applications in litchi were performed both in the laboratory and in the field; the latter were carried out on the farms of cooperating producers in the Papaloapan Region in the Mexican State of Oaxaca. The functional characteristics of the components of the coatings were related to their antimicrobial activity, biodegradability and biocompatibility of chitosan; fungistatic and nematicide from neem oil (N); and lactic acid production in situ by Lactobacillus plantarum (LAB). Various formulations were prepared with these components by varying concentrations of 5g/L and 10 g/L, also the native chitosan was chemically modified by functionalization with hydroxypropylmethylcellulose (Q-g-HPMC), biological-chemical obtained chitosan (Q) and commercial (QC) and BAL were also tested along with chitosan free BQ in coacervates (CoBAL) and soluble complexes (QPBAL), CoBAL treatments formulated with chitosan and pectin in ratios of 1: 2 and QPBAL at 1: 1 respectively, due to the cationic and anionic behavior of both polymers. The emulsion treatments decreased the physiological weight loss (PFP %) of fruits, however other quality variables measured as the concentrations of total anthocyanins, cyanidin-3-rutinoside and catechin were low, which was attributed to oxidation of the vegetable oil used in the preparation of emulsions. Chitosans obtained by chemical and biological-chemical methods were compared; the latter showed the best results in the conservation of postharvest quality of fruits. The best treatment was using free BAL followed by soluble complexes and coacervates. Soluble complexes and coacervate treatments displayed better results than control, even when some bioassays did not show significant differences among the earlier and free BAL treatment. The postharvest life of fruits was extended up to 21 days