Descripción del proyecto
Más sabor con menos agua: los albaricoques del proyecto HidroSOStoneFruit
Vista general finca experimental: Fuente: Proyecto HidroSOStoneFruit.
Hacer del albaricoque un cultivo de mayor calidad, más sostenible y resiliente al cambio climático. Este es el objetivo principal del proyecto HidroSOStoneFruit, enmarcado en AGROALNEXT-GVA y llevado a cabo por personal investigador de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y del Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Medioambiental (IMIDA) en Murcia. Se trata de una investigación del proceso completo: desde el análisis de las necesidades de agua de los frutales en campo de una forma precisa a la percepción de la fruta por parte de los consumidores, pasando por el análisis del producto en laboratorio. La iniciativa, financiada por los fondos Next Generation de la Unión Europea, contribuirá a la sostenibilidad del cultivo del albaricoque y a poner en valor este alimento saludable y típicamente mediterráneo.
El cultivo de albaricoque (Prunus armeniaca L.) es bastante común en la cuenca mediterránea, ya que esta región ofrece condiciones climáticas favorables para su desarrollo. De hecho, varios de los mayores productores se encuentran en esta área. Turquía, a la cabeza de la producción mundial, supera las 800.000 toneladas y España, octava, casi alcanza las 115.000 toneladas.
Países productores de albaricoque. Resultados en toneladas, para 2021. Fuente: ourworldindata.org
No obstante, en la cuenca mediterránea, los cultivos de riego se enfrentan a diversos desafíos y problemas debido a las características particulares de la región. Para empezar, la disponibilidad limitada de agua. La falta de lluvias y la sobreexplotación de los recursos hídricos han llevado a una escasez de este recurso, lo que afecta directamente la agricultura de árboles frutales de hueso como el albaricoquero. Además, el clima mediterráneo es cada vez más propenso a la variabilidad climática, como sequías recurrentes y eventos climáticos extremos, lo que dificulta la planificación y gestión de los cultivos. No son menos importantes otros factores como la salinización del suelo y del agua.
Por todos estos motivos, el proyecto HidroSOStoneFruit se centra en el estudio y optimización de las necesidades hídricas del cultivo del albaricoque. El objetivo final es reducir la huella hídrica y, al mismo tiempo, mejorar la calidad funcional de los frutos.
La investigadora principal del proyecto en la UMH, Francisca Hernández García, explica que con la colaboración de varios investigadores de la UMH e IMIDA aplicarán distintas técnicas de riego al cultivo de albaricoqueros. Después se analizarán en el laboratorio las características del fruto que determinan su calidad como producto, como el perfil graso, su composición mineral, su sabor y olor, o su textura. Ya que la cantidad y tipo de compuestos, como por ejemplo polifenoles,del albaricoque puede variar según las condiciones del cultivo, el objetivo final es producir un albaricoque de calidad con la cantidad mínima de agua posible.
El primer paso es saber cuánto y cómo se debe regar un albaricoquero para gastar la mínima cantidad de agua posible sin afectar negativamente a la planta y a su producción de fruta, lo que se denomina determinar su umbral de estrés hídrico. Estos umbrales varían según la especie de árbol, su etapa de crecimiento y las condiciones ambientales específicas, como la temperatura, la humedad y la disponibilidad de agua en el suelo. Cuando un árbol se encuentra por debajo de su umbral de estrés hídrico, su capacidad para absorber agua se reduce y puede experimentar respuestas fisiológicas y morfológicas para conservar agua y mantener su supervivencia.
Algunos signos de estrés hídrico en los árboles pueden incluir marchitez o caída prematura de las hojas, reducción del crecimiento y desarrollo, disminución de la producción de frutos y mayor susceptibilidad a enfermedades y plagas. Los investigadores deHidroSOStoneFruit analizarán el agua en el suelo y el flujo de savia en los frutales expuestos a diferentes dosis de riego. Con distintas tecnologías, podrán obtener datos precisos sobre las necesidades de agua del albaricoque, lo que ayudará a optimizar el riego y alcanzar los objetivos de reducción de la huella hídrica. Todo, teniendo en cuenta que el producto resultante debe ser de la mayor calidad medida mediante varias propiedades físico-químicas y sensoriales
Un factor importante y de gran importancia en el mercado es la capacidad antioxidante de la fruta. Una mayor capacidad antioxidante en la fruta se considera beneficiosa para la salud, ya que puede estar relacionada con la prevención de enfermedades crónicas y el envejecimiento celular. Además, los fenoles son potentes antioxidantes naturales y desempeñan un papel importante en la protección de la fruta contra el estrés oxidativo, lo que alarga su vida útil.
En cuanto a otras propiedades organolépticas o sensoriales del fruto, los investigadores del proyecto HidroSOStoneFruit analizarán, entre otros compuestos, los ácidos orgánicos, que se forman como resultado de procesos metabólicos en las células de la fruta. Los ácidos orgánicos más comunes en la fruta incluyen el ácido cítrico, el ácido málico, el ácido tartárico, el ácido oxálico y el ácido ascórbico (vitamina C). Estos ácidos proporcionan un sabor ácido o agridulce característico a la fruta y juegan un papel importante en la determinación de su perfil de sabor. Además, pueden actuar como conservantes naturales, ayudando a prolongar la vida útil de la fruta al inhibir el crecimiento de microorganismos. También pueden influir en la textura y firmeza de la fruta, así como en su color y capacidad para resistir enfermedades.
El aroma distintivo de los albaricoques proviene de una variedad de compuestos volátiles. Por ejemplo, el hexanal, el heptanal y el octanal contribuyen a su aroma frutal y notas de madurez, los ésteres contribuyen al aroma dulce, los alcoholes aportan el tono fresco y otros compuestos sulfurados también están presentes. Estos compuestos serán, también, analizados en el laboratorio y, posteriormente, puestos a prueba en un estudio de consumidores.
Cuando se realizan catas de estudio de un alimento, se pueden hacer de varias maneras. Eel caso de los albaricoques derivados del proyecto HidroSOStoneFruit, se realizará un análisis sensorial discriminativo y un análisis descriptivo. En un análisis discriminativo, personas entrenadas para describir la fruta de una manera precisa evalúan las muestras de albaricoque siguiendo un protocolo establecido y una escala de intensidad y calidad de las características sensoriales de la fruta. Por ejemplo, pueden describir el aroma como fresco, floral o cítrico, el sabor como dulce, ácido o amargo, la textura como suave, crujiente o fibrosa, y la apariencia como brillante, uniforme o arrugada.
El análisis sensorial discriminativo de la fruta es una técnica utilizada para determinar si existen diferencias perceptibles entre diferentes muestras de frutas. En este tipo de análisis, se presenta a los panelistas dos o más muestras de frutas deben determinar si las muestras son iguales o diferentes en función de ciertos atributos sensoriales, como el sabor, aroma, textura o apariencia. El análisis se basa en la capacidad de los sujetos para discriminar y detectar las diferencias entre las muestras.
El análisis sensorial es útil en la industria alimentaria para evaluar la calidad y la consistencia de los productos, así como para realizar comparaciones entre diferentes variedades. En el caso del proyecto HidroSOStoneFruit, será de especial relevancia para estudiar si el riego deficitario aplicado influye en las características sensoriales de la fruta y para obtener información sobre las preferencias de los consumidores.
A medio y largo plazo, el proyecto HidroSOStoneFruit contribuirá al desarrollo del cultivo del albaricoque con una mayor conciencia medioambiental. Además, se prevé que los resultados obtenido para albaricoque pueden extrapolarse a otros cultivos de hueso. Un menor consumo de agua y energía en el cultivo del albaricoque tendrá un impacto positivo en la reducción de la huella hídrica. Además, en el caso de frutales, se espera que la aplicación de riego deficitario controlado tenga efectos positivos en la calidad funcional de la fruta, haciéndola más saludable, ya que la reducción de agua a lo largo del cultivo estimula la producción de metabolitos secundarios en las plantas. Además, se anticipa que los frutos obtenidos bajo este sistema de riego tengan una vida útil más prolongada, lo que contribuye a la disminución del desperdicio de alimentos.
Entrevista del proyecto
Estrategias hidroSOStenibles en frutales de hueso: Caso a estudio el albaricoquero
Entrevista con Francisca Hernández García, investigadora principal del proyecto en la Universidad Miguel Hernández de Elche.
¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?
La escasez de recursos hídricos que sufrimos actualmente asociado a varios factores nos impulsa a optimizar el uso del agua destinada para riego, y para ello es necesario desarrollar herramientas y estrategias de precisión que aseguren la competitividad y sostenibilidad del sector. En este escenario, el proyecto HidroSOStone Fruite se centra en el estudio y optimización de las necesidades hídricas del cutlivo del albaricoquero. El objetivo principal es generar evidencias relativas a la aplicación de estrategias el riego deficitario, en el cultivo de frutales de hueso, centrándose inicialmente en el albaricoquero. El objetivo secundario se enmarca en el desarrollo de un patrón de riego deficitario que permita la producción de frutos de hueso de calidad contrastada mediante la evaluación de varios parámetros fisicoquímicos y sensoriales.
¿Qué resultados ha obtenido hasta el momento y cómo cree que estos pueden contribuir al objetivo principal de su investigación?
En cuanto a los resultados obtenidos hasta el momento, el proyecto se encuentra en ejecución y aún no ha generado resultados concretos. Sin embargo, se espera que los datos recopilados a través de las metodologías y tecnologías utilizadas contribuyan significativamente al logro de los objetivos. Sin embargo, ya se disponen de datos preliminares procedentes de la primera cosecha de albaricoques. Actualmente, todavía se está realizando análisis de muestras y procesado de datos, pero ya se pueden intuir tendencias interesantes asociadas con el efecto de la intervención para el riego.
¿Qué metodología y tecnologías está utilizando en su investigación?
La metodología utilizada para caracterizar la calidad global de los frutos obtenidos después de aplicar las estrategias de riego se compone de varios pasos utilizando técnicas punteras y conocimiento de investigadores de la UMH e IMIDA. Se determinarán en la fruta diferentes parámetros, tales como: el perfil graso de los frutos mediiante cromatografía de gases con detección de masas para identificar los componentes y con detección de ionización se llama (FID) para cuantificarlos; la composición mineral de los frutos mediante espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS); la textura de los frutos, mediante un texturómetro junto con sondas específicas para cada parámetro a determinar. Un ejemplo de métrodo utilizado es el ensayo TPA (Texture Profile Analysis), que simula el estrés de masticación para evaluar la dureza, fragilidad, cohesividad, adhesividad, masticabilidad, elasticidad y gomosidad del fruto, así como pruebas de deformación.
La capacidad antioxidante de los frutos se determinará mediante diferentes métodos, como el ensayo DPPH (reducción del radical 2,2-difenil-1-picrihidrazil) propuesto por Brand-Williams et al. (1995), el ensayo FRAP (poder antioxidante reductor férrico) según Benzie y Strain (1999), y el ensayo ABTS (ácido 2,2′-azino-bis(3-etibenzotiazolín-6-sulfónico)) de acuerdo con Re et al. (1999).
El contenido fenólico total de los frutos se medirá utilizando el método reactivo de Folin-Ciocalteau y se expresará en equivalentes de ácido gálico.
El perfil de ácidos orgánicos y azúcares de los frutos se analizará mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) con una columna C-610 H de Supelco y detectores de matriz de Diodos (DAD) y detectores de índice de refracción (RID).
El perfil fenólico de los frutos determinará utilizando un espectómetro de masas de triple cuadropolo acoplado a un sistema de cromatografía líquida (LC-MS 8050 Shimadzu) con una columna C-18. Los compuestos se identificarán y cuantificarán utilizando patrones comerciales y espectometría de masas.
Para el análisis de los compuestos volátiles, se extraerán utilizando el método de extracción en fase sólida en espacio de cabeza (HS-SPME) con una fibra mixta (DVB/CAR/PDMS) que tiene una alta capacidad de captación de compuestos, sin importar su familia química. Posteriormente, se analizará la composición y el contenido de los compuestos volátiles utilizando cromatografía de gases con detector de espectrometría de masas y detector de ionización de llama.
Para cuantificar los umbrales de estrés hídrico en el albaricoquero, se emplearán las metodologías de potencial hídrico, utilizando sensores microtensiométricos, así como la medición de la transpiración mediante sensores de flujo de savia.
La programación del riego se basará en diferentes porcentajes de evapotranspiración del cultivo (ETc), utilizando la metodología de la FAO-56. Esto permitirá determinar la cantidad óptima de agua necesaria para el cultivo en diferentes etapas de su desarrollo.
Además, se evaluarán los diferentes tratamientos de riego desde el punto de vista de las relaciones hídricas. Para ello, se llevarán a cabo mediciones de humedad del suelo utilizando sondas FDR, se medirá el potencial hídrico del tallo al mediodía mediante una cámara de Scholander, se utilizarán microtensiómetros para medir el potencial hídrico del tallo de forma continua, se empleará un porómetro para evaluar la conductancia estomática y se utilizará un pulso de calor para medir el flujo de savia.
Estas metodologías y tecnologías permitirán obtener datos precisos sobre las necesidades hídricas del albaricoque y su estado hídrico, lo que ayudará a optimizar el riego y alcanzar los objetivos de reudcción de la huella hídrica y mejora de la calidad funcional de los frutos en esta investigación.
Para el análisis sensorial discriminativo, se llevarán a cabo pruebas con consumidores habituales de este tipo de producto utilizando métodos como el triangular, 2 de 5, tétrada, entre otros. Estas pruebas permitirán discernir las diferencias y preferencias perceptibles entre distinas muestras de frutos.
En cuanto al análisis sensorial descriptivo, se realizará un entrenamiento de un panel de análisis sensorial compuesto por miembros del grupo de investigación solicitante y del departamento al que pertencen. Este panel recibirá una capacitación específica para evaluar y describir de manera detallada las características sensoriales de los frutos, como aroma, sabor, textura y apariencia. El panel utilizará un lenguaje estandarizado para comunicar de manera precisa sus percepciones sensoriales, lo que proporcionará una evaluación más completa y objetiva de la calidad de los frutos.
¿Qué desafíos ha encontrado en la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
En cuanto a los desafíos encontrados en la implementación de los resultados en el sector agroalimentario, es importante destacar que el proyecto se encuentra actualmente en la fase de ejecución y aún no ha generado resultados concretos. Por lo tanto, no se han enfrentado desafíos específicos en esta etapa inicial del proyecto. Sin embargo, cabe destacar la importaancia de la transferencia de conocimiento en el marco del proyecto. En este sentido todos los investigadores del proyecto están involucrados en diferentes estrategias divulgativas para transferir de forma eficaz los avances del proyecto a todos los colectivos que puedan beneficiarse de los avances generados. Somos conscientes de la importancia de romper cualquier barrera comunicativa entre los investigadores, agricultores, empresarios y población general.
¿Qué impactos sociales y económicos cree que puede tener la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
En relación a los impactos sociales y económicos que se esperan de la implementación de los resultados en el sector agroalimentario, se prevé que sean significativos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el proyecto aún se encuentran en la fase de ejecución y no ha generado resultados concretos hasta el momento. Por lo tanto, es necesario esperar a la finalización del proyecto para evaluar y determinar de manera precisa los impactos sociales y económicos que puedan surgir. Es esperable que los resultados tengan un impacto social y económico especialmente en zonas de escasez de agua y de agua costosa como por ejemplo la procedente de transvase. Un riego de precisión puede potencia la salud de los árboles y con ello mejorar la productividad aumentando los ingresos de los agricultores y fortaleciendo la economía local. Además, la implementación de sistemas de cultivo de riego deficitario puede abrir la puerta a mercados frutícolas exclusivos de productos sostenibles.
¿Qué recomendaciones tiene para otros investigadores o actores del sector agroalimentario en cuanto a la implementación de sus resultados?
Es importante destacar que el proyecto se encuentra en la fase ejecución y aún no ha generado resultados específicos. Por lo tanto, en esta etapa inicial del proyecto, no se pueden proporcionar recomendaciones concretas. Se sugiere esperar a la finalización del proyecto para obtener información y conclusiones relevantes que puedan servir como base para futuras recomendaciones. Sin embargo, se recomienda a todos los actores del sector agroalimentario hagan un esfuerzo para avanzar en la generación de evidencia e implantación de nuevos procedimientos que nos permita abordar los retos globales actuales relativos a la escasez de agua y demanda creciente de alimentos saludables para la sociedad.
Referencias
Brand-Williams, W., Cuvelier, M.E. and Berset, C.L.W.T. (1995) Use of a Free Radical Method to Evaluate Antioxidant Activity. LWT-Food Science and Technology, 28, 25-30.
http://dx.doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
Benzie, I.F.F. and Strain, J.J. (1999) Ferric Reducing/Antioxidant Power Assay: Direct Measure of Total Antioxidant Activity of Biological Fluids and Modified Version for Simultaneous Measurement of Total Antioxidant Power and Ascorbic Acid Concentration. Methods in Enzymology, 299, 15-27.
http://dx.doi.org/10.1016/S0076-6879(99)99005-5
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C., 1999.
Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization
assay. Free Radical Biology and Medicine 26, 1231–1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
FAO-56: Evapotranspiración del cultivo Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos https://www.fao.org/3/x0490s/x0490s.pdf
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