CRECIMIENTO FISICO y ANATOMICO DEL FRUTO DE ARAZA (Eugenia stipitata Me Vaugh) Physieal and anatomieal growth of araza fruit (Eugenia stipitata Me Vaugh) Maria S. Hernández G.' Harvey E. Arjona D.2 Bertha Coba' ; Gerhard Fischer- Orlando Martínez W.4 RESUMEN En el Municipio El Doncello, Departamento del Caquetá, en el huerto comercial de la Finca 'Copoazú' se realizó el estudio de los cambios ocurridos durante el desarrollo del fruto de arazá, desde el cuajamiento hasta la madurez de consumo. Las condiciones climáticas promedio de la zona son temperatura 25°C, humedad relativa del 85%, precipitación anual 3600 mm y brillo solar 1500 horas/año. Se evaluaron cambios físicos de diámetros longitudinal y transversal, peso fresco y seco, firmeza, así como también cambios anatómicos. Se encontró que el período transcurrido entre el cuajamiento y la madurez comercial del fruto de arazá es de 55 ± 5 días. Se identificaron 3 etapas de crecimiento, la primera de división celular, la segunda de máximo crecimiento, la cual corresponde a la expansión celular y una etapa final de estabilización del crecimiento. El tejido principal del fruto de arazá es el parénquima, cuyas células son inicialmente pequeñas, de paredes gruesas y de tamaño uniforme. En la última etapa del crecimiento dichas células aumentan de tamaño y presentan formas irregulares, con paredes adelgazadas, que se rompen durante la senescencia. El epicarpio del fruto de araza es monoestratificado, con una delgada capa de cera discon- tinua; en él se pueden identificar estomas cuyo número promedio es de 0.3 estomasxmm'. Su tamaño y aparien- cia permiten inferir que no son funcionales en la etapa de maduración del fruto, pero no se descarta que puedan contribuir de manera parcial a su transpiración. La pér- dida de firmeza del fruto durante la maduración puede estar causada por la ausencia de tejido de sostén. Palabras claves: anatomía, región amazónica, desarrollo fruto, estomas, tejidos SUMMARY The changes that take place during the development ofthe fruit of arazá were studied from the anthesis to ripening. It was registered and analyzed the longitudinal and transverse diameters, fresh and dried weight, firmness, and anatomical, modifications. lt was found that 55 ± 5 days occurred between the anthesis into the commercial ripeness of the fruit of arazá. Three stages of growth were identified: the first one, cellular division, the second one, maximum growth, during which the cellular expantion takes place, and a final state of stability of the growth. The fruit anatomical study showed the parenchyma as principal tissue. In the first two steps cells are small and well defined, while at the fruit senescence cells are big, irregular and with thin walls. Arazá fruit presents stomes in the epicarp, but its density and shape indicate that would be unfuctionals. Fruit softness during maturity could resulted from the stand tissues in the mesocarp. Key words: amazon region, fruit development, anatomy. INTRODUCCION El fruto de arazá (Eugenia stipitata Me Vaugh) es una baya carnosa de 7 cm. de diámetro ecuatorial, con un epicarpio fino y pubescente de color amarillo en estado de madurez de consumo. Su aroma, sabor, y su producción precoz, a los 18 meses después de la siembra definitiva en campo, así como, su alta productividad durante todo el año, convierten a esta especie en una alternativa productiva para las áreas de colonización consolidadas de la amazonía. Se destaca también la corta duración del período transcurrido entre el cuajamiento y la madurez de consumo, la cual es de solo 84 días en condiciones de San José del Guaviare (Colombia) (Galvis y Hernández, 1993). El fruto de arazá es altamente perecedero. Pinedo et al. (1981) Y González (1991) mencionan que la duración del fruto de arazá a 25°C no supera las 72 horas después de la cosecha, lo cual limita sus oportunidades de comercialización, por lo que es indispensable encontrar un momento de recolección anterior a la madurez plena, pero que permita que el fruto alcance la madurez organoléptica posteriormente. 1 Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas SINCHI 2 Departamento de Fisiología-Facultad de Agronomía. Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá 3 Departamento de Biologia. Facultad de Ciencias Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá 4 Instituto de Genética. Universidad de los Andes Bogotá Agronomía Colombiana, 2002. 19 (1-2): 13-21 El crecimiento de los frutos involucra 3 fases, la inicial en la cual se da la división celular, la segunda de elonga- ción celular y una tercera o final de estabilización del cre- cimiento. Se distinguen dos patrones de crecimiento en frutos carnosos, el crecimiento de tipo sigmoidal simple en el cual se agrupan la piña, la manzana, el tomate y la fresa entre otros y otro tipo sigmoidal doble que involu- cra dos períodos de crecimiento con un período de dismi- nución o suspensión entre estos dos. Este último patrón de crecimiento es característico de frutos de hueso como el melocotón, el albaricoque, la ciruela, la cereza y otros sin hueso como el higo y la uva (Coombe, 1976; Leo- pold, 1975). En frutos de araza cultivado en condiciones del Departamento de Guaviare se encontró un patrón de crecimiento sigmoide simple que presenta puntos críticos al inicio del crecimiento, los cuales están asociados a los momentos de máxima síntesis de compuestos (Galvis y Hernández, 1993). El ablandamiento en frutos es una consecuencia de la hidrólisis de la protopectina en fracciones más pequeñas e hidrosolubles que son los ácidos pécticos y es gene- ralmente común a todas las especies, entre las cuales se puede citar como ejemplos, papaya, pitaya, uchuva, la mayoría de los cultivares de melocotón, y la frambuesa para los cuales el ablandamiento se convierte en una limi- tante de mercadeo (Artés y Salmeron, 1996; Fischer y Martínez, 1999; Ianneta et al., 1999; Paull et al., 1999; Trinchero et al., 1999; Wills et al.,1998). Las enzimas involucradas en el proceso de ablandamiento son la poli- galacturonasa (PG) y la pectin metil esterasa (PME) (Artés y Salmerón, 1996; Iannetta et al., 1999; Perdue y Neven, 1998; Trinchero et al., 1999). El presente estudio tuvo como objeto establecer el patrón de crecimiento del fruto de arazá, con el fin de establecer un momento oportuno de recolección y que asegure que el fruto alcanzará la madurez organoléptica MATE RIALE S YMETODOS El estudio se adelantó en la granja "Copoazú" del Muni- cipio de El Doncello, en el Departamento de Caquetá, con temperatura promedio anual de 25°C, humedad rela- tiva promedio de 85%, precipitación anual de 3600 mm y brillo solar de 1.500 h/año (IDEAM, 2000). Desarrollo del fruto: En un huerto comercial de arazá con arbustos de 6 años de edad, en plena producción se marcaron 25 plantas. Se identificaron ramas producti- vas del tercio medio y superior y en ellas se marcaron frutos recién cuajados, del tamaño de cabeza de alfiler (0.5 cm). Semanalmente se recolectaron 10 frutos, los cuales fueron colocados entre papel humedecido y trans- portados al laboratorio de postcosecha del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos ICTA de la Universi- dad Nacional de Colombia- Sede Bogotá. Las variables evaluadas fueron: 1) diámetros transver- sal (DT) y 2) longitudinal (DL), medidos con calibrador Vernier y expresados en cm, 3) peso fresco (PF) (Balanza Sartorius 6000 Germany) y 4) peso seco (PS) en gramos (Balanza de precisión Sartorius), 5) firmeza, medida en un punto por fruto (penetrómetro Effegi 327 Alfonsin, Italia con punzón de 7.9 mm). Las variables fueron eva- luadas desde el inicio del desarrollo, la firmeza se evaluó entre los 28 y los 62 días de desarrollo y las demás varia- bles a partir del día 35 de desarrollo. Los análisis se concluyeron cuando el fruto alcanzó su madurez de con- sumo. Análisis de la información: Los resultados para DT, DL, PF Y PS fueron sometidos a análisis de regresión múlti- ple y se propuso un conjunto de modelos polinomiales y logaritmo polinomiales, que oscilaron entre el grado 1 y 4 para determinar los modelos que mejor explicaran el crecimiento del fruto en función de estas variables. La estimación de estos modelos se hizo mediante el pro- grama SAS (6.2) y se seleccionaron con base en R2 y con base en la significancia estadística de cada término en el modelo, CME, así como por su simplicidad de acuerdo con la metodología propuesta por Hernández y Martínez (1993). La firmeza fue analizada como el promedio de las 10 determinaciones realizadas para cada una de ellas en cada época y se graficó su tendencia. La forma general para los modelos polinomiales y exponenciales con y sin intercepto fueron: y= a+bD+cD2+eD3+fD4: Polinomial de 40 grado Y=ea+bD+cD2+eD3+fD4 :Exponencial 40 grado Para los modelos sin intercepto se les elimina el pará- metro a. En las ecuaciones anteriores D es el número de días en evaluación. Desarrollo anatómico del fruto de arazá: Para la eva- luación anatómica preliminar de los frutos, se fijaron muestras de las mismas etapas de muestreo (3 muestras p'or cada estado) en solución FAA (formol-Alcohol- Acido acético). Posteriormente se realizaron cortes en micrótomo, que se colorearon con tinción de safranina- fastgreen de acuerdo con la técnica de Roth (1964). Se cuantificó el cambio en el espesor del pericarpio y del mesocarpio del fruto en 10 muestras de tejido de las etapas de desarrollo sucesivas. Estomas en el fruto: Se registró inicialmente la den- sidad estomática de la epidermis del fruto en estados sucesivos de madurez, verde-maduro, pintón, maduro. y sobremaduro y en tres estratos del fruto, apical (extremo opuesto a la inserción del pedúnculo) ecuatorial y basal (próximo a la inserción del pedúnculo) con el fin de esta- blecer la existencia de una contribución de estomas a la evapotranspiración del fruto. Se separó la epidermis y se lavó con solución de hipoclorito del 3.5% por 24 horas, el cual se enjuagó con agua destilada y se fijó en gelatina glicerinada. El conteo de los estomas se realizó posteriormente a la Agronomía Colombiana Vol. 19 . Nos. 1-2 coloración del tejido con safranina con una cuadrícula calibrada en mm2. Los conteos se realizaron con treinta repeticiones por zona muestreada (apical, media y basal). Los diámetros longitudinal (DLe) y transversal (DTe) de los estomas, en ?m, se midieron en 10 estomas de cada estrato, apical, media y basal en los estados sucesivos de maduración verde maduro, pintón y maduro y sobremaduro para un total de 120 estomas. Se realizó análisis de varianza para el grosor del epicarpio y del mesocarpio de los estados sucesivos de desarrollo y se usó la prueba de Tukey para determinar diferencias entre estados de desarrollo. Para observar si existen diferencias en el número de estomas durante la maduración del fruto se realizó análisis de varianza para los factores de estado de madurez del fruto (EM), estrato del fruto (EF) y la interacción estado de madurez y estrato del fruto. Se realizó análisis de varianza el diámetro longitudinal y diámetro transversal de los estomas y prueba de Tukey para determinar diferencias entre los promedios de diámetros longitudinales y transversales de los estados sucesivos de madurez, estrato del fruto y la interacción entre los estados de madurez y los estratos del fruto. RESULTADOS Y DISCUSION Se postularon un total de 64 modelos de crecimiento para las variables de DL, DT, PF Y PS. Los modelos propuestos fueron de tipo polinomial y exponencial. Los modelos con mejor ajuste y mayor simplicidad fueron los polinomiales sin intercepto para cada una de las variables analizadas (tabla 1). En general los modelos que mejor describieron el crecimiento del fruto para las cuatro variables fueron los modelos polinomiales de tercer grado sin intercepto (tabla 1). El crecimiento del fruto de arazá para las cuatro variables evaluadas presenta tres etapas: la primera de lento crecimiento, la segunda de máximo crecimiento o exponencial y la tercera de estabilización y disminución del crecimiento, principalmente, en DL y DT. En el caso de PF y PS, se presentó un leve incremento hacia la última etapa la cual coincidió con el cambio total de color del fruto. El leve aumento final en las dimensiones del fruto puede estar asociado a un llenado final en el fruto como resultado del aumento de la síntesis de algunos compuestos de reserva. Crecimiento del fruto Diámetros Transversal (DT) y Longitudinal (DL): Se encontró que el fruto de arazá requiere 60 días para alcanzar su madurez de consumo, contados a partir del momento del cuajamiento, en las condiciones del presente estudio. Dichos resultados difie- ren de los reportados para el Departamento del Guaviare, en cuyas condiciones el período de desarrollo del fruto fue de 82 días (Galvis y Hernández, 1993). En consecuencia, el período de desarrollo del fruto resultó un 25% más corto en comparación con las condi- ciones de la amazonia oriental. Las razones para dicha diferencia podrían explicarse por factores de precosecha extrínsecos como clima, suelo e intrínsecos del material de propagación. El período de crecimiento para el fruto de arazá (8.5 semanas) es menor que el promedio de muchos frutos (15 semanás) (Coombe, 1976). Dicha característica resulta de interés prioritario para el produc- tor, ya que puede asegurar continuidad en el mercado ya sea con producto fresco o procesado. Tabla l. Modelos polinomiales seleccionados para el crecimiento con base en diámetros longitudinal y transversal y pesos fresco y seco del fruto de arazá de grado 1 a 4. Modelo eME R' Coeficientes Longitud Y=bD 0.3574 0.9831 Figura l. Y=bD+cO' 0.2829 0.9868 Y=bD+cl)'+dD' 0.2387 0.9890 Y=bD+cD2+dD~+cD4 0.1770 0.9919 ns Diámetro Y=bO OA222 0.9818 Y=bD+cD' 0,3691 0.9843 Y=hD+cD'+dD' 0.2923 O.n77 Y=bD+cO'+dD'+eD' 0.2820 0.9883 115 Peso fresco Y=bD 657.(,J 0.9188 Y=bD+cD' 152.16 0.9814 ns Y=bD+cD'+dD' 106.50 0.9871 Y=bD+cO'+dD"+cO' nAS 0.9883 ns ns Figura 2. Peso seco Y=bD 5.55 0.9326 Y=bD+cD' 1.73 0.9791 ns Y=bD+cD'+dD" 1.50 0.9821 Y=-bD+cD2+dDJ+eD4 IA9 O.9R25 IlS ns IlS ns D=Días. Probabilidad: ", ** significativo P-O.05 y 0.01 respectivamente. 11 s no significativo 2002 Hernández et al. :Crecimiento físico y anatómico del fruto ... El crecimiento del fruto presentó una cinética sigmoi- dea, en la cual se pueden identificar 3 etapas, Etapa 1 de rápido crecimiento hasta los 21 días después del cuaja- miento (figura 1), en ella hubo un aumento en diámetros tanto longitudinal como transversal (DL) y (DT), dado por el proceso de división celular, característico del inicio del crecimiento, al igual que aumentó el peso fresco y peso seco como consecuencia del aumento celular. El corte transversal del fruto muestra la disposición de los tejidos. La tendencia de crecimiento coincide con lo expuesto por Rogiers y Knowles (1997) en los frutos de Amelanchier alnifolia, baya del bosque subtropical en el que el incremento en el número de células contribuye sustancialmente al crecimiento del fruto en la etapa inicial de su desarrollo (figura 2), igualmente coincide con lo expuesto para el fruto de guayaba por Garcés (1987). El tejido predominante en el fruto es un parénquima de células pequeñas de paredes gruesas y bien definidas. El epicarpio se caracteriza por ser uniestratificado y pubescente. 8 7 E 6 " -e 5= el) 4 e o 3..l Y~O.l 090+0.0020 '-0.000040 El • • E2 E3 o 7 14 21 28 35 42 4.9 56 Días desde fruto cuajado o 7 14 21 28 35 42 49 56 Días desde fruto cuajado 1<:3- Y~0.090+0.0030 Elo E. Q E2 Figura 1. Curva de crecimiento del fruto de arazá con base en los diámetros longitudinal (A) y transversal (B). La cutícula presenta una delgada capa cérea, la cual es discontinua. En la zona subepidérmica se identifican canales secretores característicos de la familia Myrtaceae y que también son exhibidos por el fruto de guayaba (Garces, 1987). Se evidencia el aumento de capas de células en el mesocarpio, coincidiendo con el aumento de tamaño en el fruto. Se identifican numerosos haces vasculares. 20,----------------------,250 200 ,-... ec._, 8150 '"~.:: ~OO~ Q., 50 O O Y=-1.9D+O.I7D2-O.OOID3 Y=-O.lD+O.O1 D2 -O.O'J3-''''B--E 15,-... eJl._, o