Importance of melón (Cucumis melo) and techniques for its preservation
Lorena Lucía Zamora-Gómez1, Araceli Loredo-Treviño1*
1 departamento de Investigación en Alimentos, Facultad de Ciencias Químicas Universidad Autónoma de Coahuila, Blvd. Venustiano Carranza and J. Cárdenas s/n, Col. Republica Oriente, 25280 Saltillo, México. Tel. +52(844)4161238, 4169213, Fax: +52(844)415-9534.
*Autor para correspondencia: araceliloredo@uadec.edu.mx
Recibido: 9 de enero de 2020
Aceptado: 27 de marzo de 2020
JBCT No. 24 Vol. 12 Julio – Diciembre 2020
Artículo PDF
Resumen
El melón es un fruto tropical introducido a México, muy popular y ampliamente cultivado. Este representa millones de pesos de ganancia económica para diversos estados, entre ellos, Coahuila. Esta fruta también tiene diversas propiedades benéficas para la nutrición y salud humana. La principal forma de consumo es en fresco, por lo que hay grandes pérdidas de frutos que no cumplen con las características para su venta. Una forma de alargar la vida útil del fruto es por medio de la disminución del agua libre y para esto existen diversas tecnologías que permiten en mayor o menor medida conservar tanto sus propiedades organolépticas y sensoriales para que el producto deshidratado pueda incorporarse para la elaboración de alimentos a base de melón. Dependiendo de la temperatura de deshidratación y el tiempo que este proceso lleve se obtendrán productos con diferentes propiedades fisicoquímicas y funcionales.
Palabras clave: Melón, deshidratación, producción, propiedades, secado en estera de espuma.
Abstract
Melon is a tropical fruit introduced to Mexico, very popular and widely cultivated. This fruit represents millions of pesos of economic gain for various states, including Coahuila. This fruit also has various beneficial properties for human nutrition and health. The main form of consumption is fresh, so there are large losses of fruits that do not meet the characteristics for sale. One way to extend the useful life of the fruit is through the decrease of water and for this there are several technologies that allow to a greater or lesser extent to preserve both its organoleptic and sensory properties so that the dehydrated product can be incorporated for Melon based food products. Depending on the dehydration temperature and the time this process takes, products with different physicochemical and functional properties will be obtained.
Keywords: melon, dehydration, foam mat drying, production, properties.
INTRODUCTION
El melón es un fruto que pertenece a la familia de las cucurbitáceas donde también se encuentran el pepino, la calabaza, la sandía entre otros; éste se caracteriza por aportar una cantidad importante de beneficios tanto para la salud como para la economía, razón por la cual es uno de los más consumidos a nivel mundial ocupando el cuarto lugar después de las naranjas, los plátanos y las uvas (SIAP, 2017).
En México este fruto se cultiva en diferentes estados, principalmente en aquellos que tienen climas cálidos y no excesiva humedad, poco más de tres cuartas partes de la producción nacional se obtienen de cuatro entidades del país: Coahuila aportó 24.3% del volumen nacional, seguido de Sonora, con 23.85%; Michoacán y Guerrero con 16.45% y 12.97%, respectivamente, con una producción total de 598,041 mil toneladas al año (SIAP, 2017). La región lagunera es el mayor productor de Coahuila, lugar que cuenta con más de mil 800 productores divididos entre los municipios de Matamoros, San Pedro y Viesca, sitios que tienen un nivel importante de especialización en cuanto a producción de este fruto se refiere, lo que ha permitido alcanzar un nivel importante de rendimientos que se ven reflejados principalmente en la calidad e inocuidad de los frutos. De esta manera estados como Chihuahua, Durango y Sonora, también se encuentran entre los productores más importantes a lo largo de la República (SAGARPA, 2017). El melón representa 26 millones de pesos para el estado de Coahuila de Zaragoza, sin embargo, no se aprovecha del todo, dado que su principal forma de consumo es en fresco.
Es una fruta/hortaliza con un buen aporte en antioxidantes, los cuales nos protegen ante enfermedades crónicas y retrasan el envejecimiento. De cada 100 gramos, 90 son de agua. Es rica en vitamina C, E y en minerales como potasio, fósforo, magnesio, calcio y hierro, entre otros. (SIAP, 2017). Los melones Cantaloupe se cosechan por madurez y no por tamaño. Idealmente, la madurez comercial corresponde al estado firme-maduro o “3/4 desprendido”, que se identifica cuando al cortar la fruta suavemente, ésta se desprende de la planta (INFOAGRO, 2010). Los melones Cantaloupe maduran después de la cosecha, pero su contenido de azúcar no aumenta. El color externo de los frutos en estado “3/4 desprendido” varía entre cultivares, pudiendo caracterizarse por la presencia de tintes verdosos. El color de la piel en estos cultivares es típicamente gris a verde opaco cuando el fruto no tiene madurez comercial, verde oscuro uniforme en madurez comercial y amarillo claro en plena madurez de consumo. Otro indicador de la madurez comercial apropiada, es la presencia de una red bien formada y realzada en la superficie de la fruta. Siendo la cosecha por madurez una de sus desventajas de conservación pues el melón es altamente sensible al etileno presente en el ambiente por lo que una sobre maduración es un problema en su distribución y almacenamiento a corto plazo. Se han aplicado diferentes tipos de conservación como atmósferas controladas, pero solamente ofrece beneficios moderados en la mayoría de las condiciones. En períodos prolongados de tránsito (14-21 días) se reportan los siguientes efectos benéficos de las atmosferas controladas en los melones Cantaloupe: retraso de la maduración, disminución de la respiración, menor pérdida asociada de azúcares e inhibición de las pudriciones y de los mohos en la superficie. Las condiciones más aceptadas son 3% O2 y 10% CO2 a 3°C. Las concentraciones elevadas de CO2 (10-20%) son toleradas, pero producen efervescencia en la pulpa. Este sabor carbonatado, que proviene del CO2, se pierde cuando la fruta se transfiere al aire. Las bajas concentraciones de O2 (<1%) o altas de CO2 (> 20%) alteran la maduración y causan sabores y olores desagradables y otros defectos. Por otra parte, también se han aplicado métodos de enfriamiento que no son favorables para esta cucurbitácea provocando el daño por frío que comúnmente ocurre después del almacenamiento a temperaturas inferiores a 2°C durante algunos días. Los síntomas del daño por frío incluyen picado o depresiones superficiales, incapacidad para madurar normalmente, sabores desagradables y mayor incidencia de pudriciones en la superficie siendo difícil su conservación (INFOAGRO, 2010). Una alternativa relativamente sencilla es el secado con espuma, método que facilita la eliminación de agua en frutas, un líquido se convierte en espuma estable mediante la adición de agentes espumantes o agentes estabilizantes, para pasar a un secado airado a temperaturas relativamente bajas formando un delgado panal poroso o esterilla que por consiguiente se desintegrara a un polvo. (Karim y Wai 1999b; Sangamithra y col.2015). El secado de la estera de espuma puede utilizarse a gran escala de polvos frutales debido a su idoneidad para todo tipo de jugos (sensibles al calor, con alto contenido de azúcar, pegajosos y alimentos viscosos), secado rápido a baja temperatura, retención de la calidad nutricional, fácil reconstitución y costeable. Los polvos de jugo de fruta obtenidos a través de este proceso tienen un alto potencial económico sobre sus contrapartes liquidas, como volumen o peso reducido, manejo y transporte más sencillos y una vida útil mucho más prolongada (Sangamithra y col., 2015). Esta revisión explora la deshidratación como un medio para la conservación del fruto.
CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS DEL MELÓN
El melón pertenece a la familia de las cucurbitáceas, es una planta anual herbácea, de porte rastrero o trepador. Tiene un sistema radicular abundante muy ramificado y de rápido desarrollo; su tallo principal está cubierto por formaciones pilosas y presentan nudos en los que se desarrollan hojas zarcillos y flores, brotando nuevos tallos de las axilas de las hojas; sus hojas de limbo orbicular aovado, reniforme o pentagonal, dividido en 3 a 7 lóbulos con los márgenes dentados, las hojas también son vellosas por el envés; su flor de color amarillo, existen varios tipos de melón el amarillo (gota de miel), Cantaloupe (Chino) y Honeydew. La forma del fruto es variable (esférica, elíptica, aovada, etc.); la corteza de color verde, amarillo, o blanco, puede ser lisa, reticulada o estriada. La pulpa puede ser blanca, amarilla o anaranjada. La placenta contiene las semillas y es gelatinosa o acuosa (SIAP, 2010). Eso se puede ver en la figura 1.
ORIGEN
África es considerado el centro de origen del melón, por la frecuente ocurrencia de especies silvestres de melón con número cromosómico n=12, siendo diploides todas las formas cultivables, además de la presencia de plantas silvestres de melón en el este de África tropical y en el sur del desierto del Sahara (Krístková, y col, 2003). Sin embargo, otros autores señalan su origen en el oeste de Asia, por los descubrimientos arqueológicos del Valle Harapan en la India con vestigios de semillas que datan de unos 2000 o 2500 años a.C., aunque la mayoría de los autores se inclinan hacia un origen africano (Krístková y col., 2003). Tomando en cuenta la teoría de un origen africano, se refiere como centros secundarios de diversidad a China, Corea, Portugal y España. Aunque recientemente se expresa que el centro primario se encuentra en el área Sudano-Sahelian por la presencia de los tipos silvestres de melón, mientras que Asia, desde el Mediterráneo a Japón forma parte como centro secundario de diversificación. En América fue introducido desde 1516 en la región centroamericana, mientras que en América del Norte posterior al 1600 (Krístková y col., 2003).
CULTIVO
Es un cultivo de climas cálidos y no excesivamente húmedos, de forma que en regiones húmedas y con escasa insolación su desarrollo se ve afectado negativamente, apareciendo alteraciones en la maduración y calidad de los frutos. Una de las bondades del cultivo del melón es que no tiene muchas exigencias en cuanto al tipo de suelo, pero da mejores resultados en suelos ricos en materia orgánica, profundos, con alto contenido de tierra negra y de nitrógeno. El cultivo de melón no tolera un clima helado. Por eso, se recomienda al productor sembrarlo en sitios donde la temperatura alcance de 24 a 30 grados centígrados (Tercero S., 2018).
AGRO INDUSTRIALIZACIÓN Y COMERCIO EN MÉXICO
En México el mejor desarrollo está en zonas secas como en los estados de Coahuila, Sonora, Michoacán y Guerrero como los mayores productores y los menores productores están Durango, Colima, Chihuahua, Oaxaca, Jalisco y Baja California Sur (SIAP,2018). Los 10 estados con mayor superficie sembrada de melón durante 2018 se muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Estados mexicanos con mayor producción de melón en 2018.
| Orden | Estado | Superficie cosechada (ha) |
| 1 | Coahuila | 4,394 |
| 2 | Sonora | 4,004 |
| 3 | Guerrero | 3,343 |
| 4 | Michoacán | 2,240 |
| 5 | Durango | 1,543 |
| 6 | Oaxaca | 1,150 |
| 7 | Chihuahua | 744 |
| 8 | Colima | 346 |
| 9 | Nayarit | 260 |
| 10 | Jalisco Sur | 248 |
Y los 10 estados con mayor valor de la producción de melón durante 2018se muestran en la tabla 2.
Tabla 2. Estados mexicanos con mayor valor de producción de melón en 2018.
| Orden | Estado | Valor de producción (Millones de pesos) |
| 1 | Sonora | 919 |
| 2 | Guerrero | 603 |
| 3 | Coahuila | 498 |
| 4 | Michoacán | 345 |
| 5 | Durango | 191 |
| 6 | Oaxaca | 79 |
| 7 | Colima | 75 |
| 8 | Nayarit | 58 |
| 9 | Chihuahua | 53 |
| 10 | Jalisco | 39 |
El melón es un cultivo de gran importancia económica y social en México, debido a la magnitud de la superficie sembrada, altos volúmenes de producción, fuente de empleo e ingreso para los productores, así como por la generación de divisas para el país. La superficie cultivada con melón en México asciende a 19, 076 ha anuales, con una producción de 543, 651 T, según datos del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2017). En la comercialización, se observa que los consumidores urbanos, en casi todos los países, han modificado sus hábitos de consumo; exigen productos de mayor calidad y de disponibilidad, preferentemente, durante todo el año. Las cadenas comerciales, para responder a estas demandas, han implementado procesos más rigurosos de calidad con sus proveedores, así como mejoramiento en la infraestructura de almacenamiento y distribución -cadena de frío- (González, 2006). Sin embargo el melón es una fruta perecedera con almacenamiento a corto tiempo de 15 días y las cadenas de fríos no funcionan eficazmente en esta fruta pues el daño por frío (chilling injury) comúnmente ocurre después del almacenamiento a temperaturas inferiores a 2°C durante algunos días. La sensibilidad al daño por frío disminuye a medida que la madurez fisiológica o la de consumo aumentan. Los síntomas del daño por frío incluyen picado o depresiones superficiales, incapacidad para madurar normalmente, sabores desagradables y mayor incidencia de pudriciones en la superficie (INFOAGRO, 2010).
PROPIEDADES NUTRICIONALES Y FUNCIONALES
La fruta del melón contiene polifenoles, ácidos orgánicos, lignanos y otros compuestos polares que proporcionan a la salud potenciales beneficios (Rodriguez-Perez y col. 2013). Se recomienda al melón para el tratamiento de trastornos cardiovasculares como diurético estomacal y vermífugo. Algunos informes incluyen efectos antioxidantes y anti inflamatorios (Vouldoukis y col. 2004) así como el potencial inhibitorio de ureasa, la cual es una enzima que producen diversos microorganismos patógenos que disminuye la eficacia de algunos antibióticos. De acuerdo a Lester (1997) el melón debe ser incluido en la dieta de todos al día para asegurar una nutrición adecuada y para reducir el riego de cáncer y enfermedades crónicas.
El melón es un producto bien conocido y aceptado por los consumidores nacionales por ser buena fuente de β-caroteno, vitamina C, fibra, ácido fólico y potasio que proporciona numerosos beneficios a la salud del consumidor, además de bajo contenido de grasa y colesterol (Asokapandian y col., 2016). La cantidad de β-caroteno, de acción antioxidante, depende de la intensidad del pigmento anaranjado en la pulpa, estos tienen un papel importante en la defensa del cuerpo contra los radicales libres y son capaces de prevenir o reparar el daño a las células del cuerpo mediante la inhibición de la oxidación de biomoléculas que es causada por el oxígeno (Reza S y col., 2017). Los consumidores acostumbran consumirlo en agua fresca, ensaladas y postres como el helado. Sin embargo, el melón exhibe corta vida útil postcosecha a temperatura ambiente.
Durante la temporada, se produce una cantidad excedente de melón, y por tanto hay degradación de la calidad que se ve como excesivo ablandamiento, deterioro del sabor, la reducción en el contenido de azúcar y aumento de la vulnerabilidad de ataque de patógenos (Asokapandian y col., 2016). Por lo que sigue siendo prioritario otra forma de conservación que no afecte a los productores, al ser costoso, ni al fruto. Para esto, existen diferentes métodos de conservación para los alimentos en fresco estos se mencionan a continuación.
MÉTODOS DE CONSERVACIÓN
Temperatura óptima
La vida de almacenamiento del melón es hasta de 21 días a 2.2°C, pero la calidad sensorial puede reducirse. Generalmente, se pueden esperar de 12 a 15 días como vida postcosecha normal dentro del intervalo óptimo de temperatura. En ocasiones, durante el almacenamiento de corto plazo o el transporte, se aplican temperaturas inferiores, fuera de este intervalo, que dan lugar a daño por frío después de algunos días (INFOAGRO, 2009).
Atmósferas controladas (A.C.)
Las condiciones más aceptadas son 3% O2 y 10% CO2 a 3°C. Las concentraciones elevadas de CO2 (10-20%) son toleradas, pero producen efervescencia en la pulpa. Las bajas concentraciones de O2 (<1%) o altas de CO2 (> 20%) alteran la maduración y causan sabores y olores desagradables y otros defectos (INFOAGRO, 2009).
Coadyuvantes
Troncoso-Rojas y col. (1999), Peralta (2000) y Mendoza y col. (2001) han reportado el efecto benéfico del uso de recubrimientos superficiales a base de ceras comestibles, películas plásticas y envases activos para el control de las pérdidas de agua por transpiración en frutos de melón cantaloupe. Asimismo, el empleo de tratamientos con agua o aire caliente por cortos periodos, se ha venido estudiando en diversos frutos como una alternativa barata y segura para reducir daños causados por hongos y otros patógenos (Hatton y Reeder, 1967).
Sin embargo, el uso de agua caliente tiene la desventaja de acelerar el deterioro de los frutos y de reducir su potencial de almacenamiento, además de una disminución de firmeza durante el tiempo de almacenaje.
Métodos de deshidratación
Los alimentos deshidratados son muy útiles cuando se desean conservar por largo tiempo o cuando no se consigue alimentos frescos a la mano (Grajales y col., 2005).
Según Kadam y col. (2008), los productos en forma de polvo seco, llevan a cabo una reducción sustancial de peso y volumen, minimizando envasado y almacenamiento, reduciendo así los costos de transporte y pérdidas económicas.
Hay varias técnicas de secado aplicables para producir productos secos como:
Ósmosis
La deshidratación osmótica es una técnica ampliamente utilizada como pretratamiento a procesos de secado, para reducir pérdidas de calidad y disminuir el tiempo de proceso. La deshidratación osmótica incluye dos tipos de transferencia de masa: la difusión del agua del alimento a la solución y la difusión de solutos de la solución al alimento (Arreola y Rosas, 2007). La deshidratación se produce de forma natural, después de su inmersión en soluciones hipertónicas que presentan una alta presión osmótica y disminución de la actividad de agua como consecuencia de la diferencia de presiones (Amami y col., 2017). La diferencia de presión osmótica entre el alimento y la solución hipertónica, proporcionan la fuerza necesaria para el proceso de transferencia de masa, donde la estructura celular del alimento actúa como membrana semipermeable (da Costa y col., 2016). El proceso de osmodeshidratación es relativamente lento, por lo que analizar el efecto de diferentes variables sobre la velocidad de los procesos de transferencia de materia es un aspecto importante.
Liofilización
El proceso de liofilización en alimentos se ha considerado como el mejor método de deshidratación que además de conservar las características organolépticas y nutritivas del alimento, le otorga un valor agregado aproximado del 120% (Ramírez, 2011). Esta técnica es utilizada con el objetivo de reducir las pérdidas de los componentes responsables del aroma y sabor, los cuales se ven afectados en los procesos convencionales de secado (Grajales y col., 2005), además de preservar algunos componentes como minerales y vitaminas (Marques y col., 2007). Este proceso de deshidratación está basado en la sublimación del contenido de hielo en el alimento (Marques & Freire, 2005; Grajales y col., 2005). El estado sólido del agua, que se logra con la congelación rápida, protege la estructura primaria, cambios, forma y volumen de la fruta (Marques y col., 2007). El proceso de sublimación es mucho más eficiente a bajas presiones (vacío), ya que el agua se extrae bajo el impulso gradiente de presión total (Grajales y col., 2005). A pesar de sus ventajas su uso es limitado debido a los altos costos de energía relacionados con largos tiempos de secado.
Secado por aspersión (Spray drying)
La mayoría de las frutas tropicales poseen colores intensos y sabores que las hacen excelentes candidatas como fuente de nuevos y diversos aditivos. La aspersión es uno de los métodos de obtención de productos en polvo que mantiene muchas de las propiedades de los productos. La presentación de nuevos formatos de consumo de los jugos de frutas como saborizantes naturales podría incidir en la prolongación de su vida útil con nuevas alternativas que puedan aumentar su consumo y acercar sus propiedades beneficiosas a los consumidores. Por otra parte, cuando se requiere mezclar jugos de frutas con otros ingredientes secos, es imprescindible tener el jugo deshidratado para poder realizar la mezcla física. Es muy importante estudiar la influencia de la temperatura del aire de entrada y el contenido de soportes a utilizar en el secado por aspersión, ya que estos influyen en la calidad del producto deshidratado y es necesario una optimización de este proceso para cada fruto que se desee deshidratar por este método (Aragüez Fortes, 2016).
Calentamiento
Este método de secado tiene una gran importancia como la tecnología post-cosecha; pero el secado de la pulpa de melón tiene dos problemas principales: 1) el melón Cantaloupe es sensible a altos tratamientos de temperatura y 2) la pulpa de melón contiene alto contenido de azúcar y es pegajoso y viscoso para que la eliminación de agua es difícil y se aumenta el tiempo de secado posteriormente.
Otra alternativa es la deshidratación por flujo de aire caliente, en la cual, a partir de la evaporación se elimina el contenido de agua y se impide el crecimiento bacteriano (Serpa-Guerra y col., 2015). En el secado de frutas mediante este proceso se pueden afectar las propiedades sensoriales y el valor nutricional si se almacena a temperaturas muy altas. La temperatura de secado es una variable fundamental en los estudios cinéticos de cualquiera de los procesos (Pereira y col., 2013).
Método de secado en estera de espuma
Espuma es el aumento en el área superficial y la estructura porosa de los materiales por la incorporación de aire/gas bajando su densidad. Esta característica mejora la transferencia de masa que conduce a tiempos de secado más cortos y la adquisición por consiguiente de mayor calidad en el producto seco (Karim y Wai 1999b).
El secado de la estera de espuma es un método relativamente simple y alternativo que facilita la eliminación de agua de zumos de frutas y purés de vegetales. En este proceso, un producto líquido se convierte en espuma estable mediante la adición de agentes espumantes o agentes estabilizantes, seguido de secado al aire a temperaturas relativamente bajas para formar una lámina de panal poroso delgado o de la estera que se disgregó para dar lugar a un polvo (Karim y Wai 1999b; Sangamithra y col.2015b). El proceso se muestra en la figura 2.
El secado en estera de espuma es muy adecuado para la deshidratación de, alimentos con alto contenido de azúcar sensibles al calor, los alimentos pegajosos y viscosos que son difícil para secar con el uso de otros métodos de secado (Kadam y col. 2010a; Chandrasekar y col. 2015b). Otras ventajas asociadas con el secado en estera de espuma incluyen un secado rápido, la retención de nutrientes, fácil reconstitución y la rentabilidad (Kadam y Balasubramanian 2012; Wilson y col., 2014).
El proceso de secado en estera de espuma conserva las propiedades originales de la fruta fresca, como el color, sabor, vitaminas, y los atributos sensoriales debido a un mínimo daño por calor. Por ejemplo, Rajkumar y Kailappan (2006) informaron de que el sabor natural y el color de mango se han conservado en el secado de estera de espuma del polvo de mango, y el contenido de vitamina C de los cítricos se han conservado en secado de estera de espuma en polvo de zumo de cítricos.
Secado de estera de espuma es un método alternativo para el secado de melón ya que es una técnica simple, económica y eficiente.
CONCLUSIONES
El melón es un fruto de amplia aceptación, que representa una ganancia económica importante al estado mexicano de Coahuila y que además tiene propiedades que pueden ayudar a mejorar la salud y estado nutricional de quienes lo consumen. Sin embargo, dado que su principal forma de consumo es en fresco hay pérdidas importantes del fruto. Una forma para alargar la vida útil es disminuyendo el contenido de agua libre por medio de la deshidratación. Existen diferentes métodos que varían en costo, eficiencia y para mantener las propiedades funcionales del fruto. Esto último depende principalmente de tiempo de secado y de la temperatura. Con estos diferentes métodos se pueden conseguir productos deshidratados que se pueden aplicar en diferentes alimentos y así poder aumentar el valor económico del melón. Las tecnologías de secado por aspersión y liofilización son las que permiten mantener las propiedades funcionales del fruto de manera más eficiente, sin embargo, son las más costosas. Por otra parte, la técnica de secado en estera de espuma es una técnica barata y sencilla que permite mantener las propiedades funcionales, aunque en menor medida que las técnicas mencionadas anteriormente. De manera, que dependiendo del uso final que se le pretenda dar al producto será la selección del método de secado
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