Crean un recubrimiento orgánico capaz de prolongar la vida útil de las fresas

Angie Lizeth Quintero Pinilla y Esteban Flórez Jaramillo, estudiantes de Ingeniería de Alimentos de la Universidad del Valle, sede Tuluá. Suministrada por Univalle Tuluá.

Frente a los retos que implica conservar las fresas en buen estado para su comercialización, Angie Lizeth Quintero Pinilla y Esteban Flórez Jaramillo, estudiantes de Ingeniería de Alimentos de la Universidad del Valle, sede Tuluá, desarrollaron un recubrimiento orgánico que reduce las pérdidas ocasionadas por hongos y microorganismos. Esta innovación permite extender la vida útil de la fruta, preservando sus propiedades nutricionales, fisicoquímicas y sensoriales, y se perfila como una alternativa natural a los fungicidas sintéticos tradicionales.

Fresas: un cultivo de interés mundial

Las fresas provienen de una amplia variedad de especies de plantas rastreras de la familia Rosaceae, presentes en casi todos los continentes. Su domesticación para el consumo masivo comenzó en Europa en el siglo XIV d. C., aunque fue en el siglo XVII cuando se desarrolló la variedad Fragaria × ananassa, hoy la más popular en el mundo por su tamaño y color. Dicha especie es el resultado del cruce entre F. virginiana y F. chiloensis, ambas de origen americano.

Actualmente, las fresas representan un mercado global de más de 20.000 millones de dólares, con una producción anual de 9,2 millones de toneladas. China es el mayor productor y Estados Unidos el principal comprador de esta fruta, que se consume tanto de forma directa como procesada, ya sea en la industria gastronómica, cosmética o médica.

Por su parte, Colombia es el decimoquinto productor de fresa a nivel mundial y el tercero en Latinoamérica, con más de 100.000 toneladas al año. Su cultivo se concentra en la región Andina, a altitudes entre los 2000 y 2800 metros sobre el nivel del mar, abarcando más de 13.000 hectáreas. Aunque el sector ha crecido progresivamente en el país, enfrenta desafíos importantes relacionados al cambio climático y las limitaciones logísticas. Entre estas últimas se destacan las dificultades para mantener la cadena de frío y garantizar un manejo adecuado del fruto, lo que favorece la proliferación de bacterias, hongos y virus, además de daños mecánicos que disminuyen su calidad y vida útil.

Innovaciones frente a los retos logísticos y naturales

Ante este panorama, Angie y Esteban decidieron, en el marco de sus trabajo de grado y de la convocatoria del Sistema de Control de Proyectos de Investigación de la Universidad del Valle,  desarrollar una solución para enfrentar los factores que reducen la vida útil de la fresa.

“Nos interesamos en la fresa porque es una fruta ampliamente consumida por sus cualidades sensoriales y nutricionales, y porque tiene una gran importancia económica a nivel mundial, nacional y local. Particularmente, Tuluá es uno de los principales productores en el Valle del Cauca. Sin embargo, debido a sus características fisiológicas, la fresa presenta pérdidas significativas en todas las etapas de su producción, situación que se ve agravada por el sistema productivo del país”, explica Angie sobre las motivaciones del proyecto.

La investigación, bajo la dirección de las docentes Anna María Polanía y Cristina Ramírez Toro, inició con la identificación de los principales agentes biológicos responsables del deterioro de la fresa: los hongos Aspergillus niger, Rhizopus stolonifer y Botrytis cinerea, que se presentan como moho y pueden afectar tanto la calidad del fruto como la salud humana.

Cristina Ramírez Toro, profesora de la Escuela de Ingeniería de Alimento y directora de la Tecnología de Procesamiento de Alimentos de Univalle.

“Una vez reconocimos estos microorganismos, comenzamos a experimentar con bacterias con capacidad antifúngica, es decir, que pudieran reducir el crecimiento de los hongos. Para ello, analizamos el desarrollo de los hongos en presencia de estos microorganismos”, cuenta Esteban, quien destaca el valioso apoyo del grupo de investigación de Microbiología y Biotecnología Aplicada, de la Escuela de Ingeniería de Alimentos de Univalle, en la gestión de las cepas bacterianas empleadas en los experimentos.

Tras las pruebas, los estudiantes identificaron a la Lactiplantibacillus plantarum como la bacteria con mayor capacidad para inhibir el crecimiento fúngico. Este microorganismo, inocuo para los seres humanos, realiza fermentación láctica, un proceso biológico en el que los azúcares se transforman en ácido láctico, lo que, junto con otros mecanismos, puede contribuir a la conservación de los alimentos.

“Lo siguiente que hicimos fue generar un entorno óptimo para el desarrollo de las bacterias, de modo que pudieran cumplir su función contra los hongos. Para eso, utilizamos bacterias del género Weissella confusa para producir un exopolisacárido, una sustancia secretada por diversos microorganismos que los protege, facilita la captura de nutrientes y mejora su comunicación y adherencia”, explica Angie.

El apoyo del grupo de investigación Microbiología y Biotecnología Aplicada fue clave para la investigación. Suministrada por Univalle Tuluá.

Combinando las células vivas de Lactiplantibacillus plantarum con el exopolisacárido, los estudiantes crearon la base del recubrimiento, cuyo efecto antifúngico buscaron potenciar sin alterar las características fisicoquímicas de las fresas. Para ello, decidieron incorporar los siguientes compuestos a la mezcla:

• Glicerol: agente plastificante que ayuda a mantener la flexibilidad del recubrimiento.
• Alginato de sodio: aditivo que actúa como gelificante y estabilizador, lo que permite mantener la firmeza del alimento y la estabilidad de la sustancia.
• Tween 80: emulsificante que contribuye a mantener la homogeneidad de la mezcla, reduciendo la tensión superficial de sus componentes y mejorando la textura resultante.
• Ácido oleico: tensoactivo que facilita la adherencia del recubrimiento a la superficie de la fresa.

Para definir la proporción ideal de cada ingrediente, los estudiantes realizaron una revisión bibliográfica de estudios científicos relacionados, formularon diversas mezclas y las aplicaron sobre fresas. Estas fueron sometidas a pruebas para evaluar variables como la acidez titulable, el pH, la pérdida de peso, la firmeza y los grados Brix, brindando datos que fueron analizados con el software Minitab para facilitar la identificación de la mejor composición para el recubrimiento.

Esteban Flórez Jaramillo durante el proceso experimental. Suministrada por Univalle Tuluá.

“Haciendo esas pruebas, logramos definir una mezcla que generaba una pérdida mínima de peso, mantenía la textura y no afectaba el sabor de la fresa”, señala Esteban.

El resultado final del proceso fue la creación de un recubrimiento orgánico que reduce la proliferación de hongos y microorganismos, incluso en ausencia de refrigeración, además de incrementar la resistencia de la fruta frente a presiones mecánicas, como golpes durante su transporte.

Una alternativa antifúngica natural prometedora

Si bien este recubrimiento aún enfrenta desafíos para su uso a escala industrial, como el desarrollo de maquinaria para su aplicación eficiente y la estandarización en la producción del exopolisacárido, se perfila como una innovación con gran potencial para transformar el sector a nivel mundial. Su principal valor radica en ser una alternativa natural a los fungicidas sintéticos tradicionales, los cuales, aunque eficaces, pueden representar riesgos para la salud humana.

“Recubrimientos para frutas sí se han inventado; de hecho, a las manzanas se les aplica cera para evitar su deterioro. Sin embargo, en las fresas es la primera vez que se crea algo así: una conservación natural”, destaca Angie.

Gracias a esta y otras características innovadoras, la investigación ha despertado interés en diversos escenarios académicos. Por ejemplo, Angie y Esteban han presentado su trabajo en el XIV Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos (CIBIA), realizado en Ecuador, y en el XII Congreso Colombiano de Ingeniería Agrícola, Biosistemas y Afines (CIABA), llevado a cabo en Bogotá.

La profesora Anna María Polanía y la estudiante Angie Lizeth Quintero Pinilla en el CIBIA XIV. Suministrada por Angie Quintero.

“Ha sido muy interesante nuestra participación en esos congresos, pues son espacios de divulgación científica donde uno aprende mucho. Sin embargo, el sueño real es que este recubrimiento se comience a aplicar así sea a pequeña escala”, afirma Esteban, quien, junto a Angie, está a la espera de la publicación de un artículo científico sobre su investigación en una revista indexada.

De esta manera, Angie Lizeth Quintero Pinilla y Esteban Flórez Jaramillo amplían los límites de la ciencia y la ingeniería en favor del desarrollo social y la soberanía alimentaria, aportando una alternativa social y ambiental sostenible a la producción de fresas en Colombia y el mundo.