Procesos metabólicos respiratorios

1. Procesos metabólicos respiratorios • La respiración es un proceso vital en las células vivas que regula la liberación de energía a través del rompimiento de compuestos de Carbono. • Desde el punto de vista de la post-cosecha la tasa de respiración es importante por sus efectos significativos sobre las mercancias. También da indicios generales sobre el metabolismo en plantas completas o sus partes cosechadas. • Todos los cambios metabolicos después de la cosecha tienen efectos directos sobre la calidad de los productos. • Aún cuando respiración = metabolismo, no todos los cambios metabólicos se miden en respiración neta • Dos tipos: respiración oscura ocurre todo el tiempo y la foto-respiración ocurre solo en la luz.

2. Proceso metabólico respiratorio • Respiración es el término usado para representar una serie de reacionesde oxidación-reducción donde varios substratos (especialmente glucosa) dentro de las células son oxidados hasta dióxido de carbono. • C6H12O6 + 6O2 ----> 6CO2 + 6H2O + 686 kcal • La respiración es más compleja que la ecuación general de arriba. Incluye los siguientes procesos: • Glicolisis • Acidos Tricarboxilicos/ácido cítrico/ciclo de Kreb’s • Sistema de transporte de electrones • Pentosas fosfato

3. Fotorrespiración • La absorción de carbono vía fotosíntesis y la pérdida de carbono a través de la respiración es un proceso opuesto en los tejidos vegetales que contienen clorofila. • El crecimiento se logra cuando la ganancia de carbono excede a las pérdidas. Esto ocurre cuando la concentración de CO2 esta por arriba del punto de compensación de CO2. • La fotorrespiración ocurre cuando la tasa repiratoria de tejido verde se presenta en una tasa más alta en la presencia de luz en comparación a la que se alcanza en oscuridad. Este proceso se suma al proceso respiratorio oscuro normal en los tejidos vegetales. • La fotorrespiración no es estrictamente un proceso respiratorio, debido a que no hay una ganancia neta de energía; sino una forma oxidativa de fotosíntesis (30-50% de C puede perderse).

4. Cociente Respiratorio • La tasa de respiración es usualmente expresada en unidades que involucran CO2liberado o O2 consumido. Están directamente relacionados a la cantidad de energía liberada cuando una cantidad de ázucar es metabolizada. Idealmente ámbos gases pueden ser medidos simultaneamente (RQ). • RQ = CO2 producido (mL)/O2 consumido (mL) • C6H12O6 + 6O2 ----> 6CO2 + 6H2O + energía • RQ = 6/6 = 1.0 (completa oxidación de la glucosa) • C4H6O5 + 3O2 ----> 4CO2 + 3H2O • RQ = 4/3 = 1.3 (completa oxidación de malato) • C18H36O2 + 26O2 ----> 18CO2 + 18H2O • RQ = 18/26 = 0.7 (completa oxidación de ácidos grasos). • La medición del RQ puede indicar el tipo de sustrato.

5. Factores que afectan la Tasa Respiratoria • Temperatura – El cociente de temperatura Q10 - mantiene el producto en baja temperatura – a temperatura ambiente es más desicivo para determinar la tasa metabólica. • Composición gaseosa - oxígeno, dioxido de carbono, etileno. • El contenido de humedad de los tejidos – la respiración y los procesos metabólicos decrecen con una disminución en el contenido de humedad de los tejidos. • Las heridas – estimulan la tasa respiratoria . Existen dos tipos: la respiración a causa de heridas y la repiración inducida por infeciones. • Tipo de planta y parte de la planta – las tasas respiratorias en hortalizas fluctúan de acuerdo a las diferentes partes de la planta.

6. Cociente de Temperatura • La tasa de respiración puede ser determinada en varias temperaturas dentro de un rango biológico • - permite predecir la tasa de respiración de un producto usando el cociente de temperatura o Q10 – la tasa de reacción química se duplica por cada 10oC (18oF) de elevación en la temperatura • Q10 = R2/R1 = una constante, casí igual a 2 • R1= Tasa respiratoria inicial y R2 = tasa en 10oC más alta. Esto puede ser aplicable a intervalos de temperatura cercanos a 10oC • Q10 = (R2/R1)10/(t2-t1) = una constante, casi igual a 2 • donde t1 y t2 son temperaturas en oC

7. Tasas de CO2 (kg/hr) a una temperatura dada

8. Factores que afectan la tasa respiratoria • Cultivar – el rango en tasa respiratorias entre especies esta previsto, diferencias a nivel de cultivar pueden ser substanciales. Ej. Chrysanthemum morifolium var. `Indianapolis White’ tiene 1.6 veces la tasa respiratoria de la var. `Indianapolis Pink’ y la manzana `Mcintosh’ tiene 2x la tasa de la manzana `Delicious’. • Etapa de desarrollo – juvenilidad y madurez. • Proporción entre volumen y la superficie – relaciones entre el tamaño y el área es importante para la difusión de los gases dentro y fuera del tejido vegetal. • Naturaleza de la superficie del producto - resistancia superficial y resistencia a la difusión interna. Superficies cerosas pueden ser ventajosas para algunos productos en la reducción de las pérdidas de agua.

9. Metodos para medir la Respiración • Cromatografia de gases - ambos CO2 y O2 pueden medirse. GC-equipados con detector de conductividad térmica tienen un alto potencial de excactitud. En muestras de gas de (0.1-5 ml). • Analizador infrarrojo de gas - mide CO2 en un flujo continuo de gas y tiene ventaja sobre otras técnicas. • Analizador paramagnético de oxígeno - mide O2 ya que el oxígeno es fuertemente paramagnticó. • Titulación y colorimetría – Flujo de aire es pasado a través de una solución de NaOH o CaOH que CO2. • Polarografía – la concentración de O2 en la muestra de gas es medido con un electrodo polarografico.