FisiologÃ-A Poscosecha de Frutas y Hortalizas Programa

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    09-Nov-2015

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fisiologa poscosecha de frutas y hortalizas.

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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Fisiologa poscosecha de frutas y hortalizas Carrera: Ingeniera en Industrias Alimentarias Clave de la asignatura: APF-13-04 SATCA1: 3-2-5 2.- PRESENTACIN Caracterizacin de la asignatura. Los contenidos de esta asignatura permitirn que el estudiante adquiera las competencias necesarias en fisiologa poscosecha y biologa molecular para su aplicacin en la conservacin de productos de origen vegetal. Su importancia consiste en desarrollar y aplicar estos conocimientos para prolongar la vida de almacenamiento de estos productos. Esta materia presenta relacin con otras asignaturas como: Bioqumica de Alimentos I, Bioqumica de Alimentos lI, Tecnologa de Frutas, Hortalizas y Confitera, Tecnologa de Cereales y Oleaginosas e Innovacin, Desarrollo de Nuevos Productos y Biotecnologa. Intencin didctica. El Ingeniero en Industrias Alimentarias debe contar con las herramientas de fisiologa y biotecnologa poscosecha que le permitan proponer alternativas para prolongar la vida de anaquel de productos de origen vegetal. Es por esto, que el programa se organiz de la siguiente manera: En la primera unidad se presenta un panorama de las grandes prdidas poscosecha de frutas y hortalizas en el mundo y en nuestro pas, as como la anatoma y composicin de stas. En la segunda unidad se proporcionan los fundamentos tericos de la fisiologa vegetal que le permitan comprender que estos productos son seres vivos y que deben ser tratados como tales durante su cosecha, empacado, almacenamiento y presentacin en anaqueles para su venta. En esta unidad tambin se estudiarn los desrdenes fisiolgicos y patolgicos que provocan prdidas poscosecha. Una vez estudiada y comprendida la anatoma y fisiologa poscosecha, en la tercera unidad se procede a aplicar estos conocimientos para evitar prdidas durante los procedimientos de cosecha, transporte, almacenamiento y procesamiento en fresco de las frutas y hortalizas. Por otro lado, en la cuarta unidad, se hace nfasis en que, si bien es cierto, que la tecnologa de poscosecha es lo mejor con que se cuenta en la actualidad para solucionar a corto y mediano plazo los problemas de prdida poscosecha; a largo plazo, la solucin a estos problemas podra estar en la utilizacin de algunos mtodos de biologa molecular. 1 Sistema de asignacin y transferencia de crditos acadmicos 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias especficas: Competencias genricas Aplicar los conocimientos de anatoma y fisiologa vegetal en los procesos de seleccin, empaque y prolongacin de la vida til de productos hortofrutcolas, as como comprender los mtodos de biologa molecular para incrementar la vida poscosecha de frutas y hortalizas. Capacidades cognitivas, la capacidad de comprender y manipular ideas y pensamientos. Capacidades metodolgicas para manipular el ambiente: ser capaz de organizar el tiempo y las estrategias para el aprendizaje, tomar decisiones o resolver problemas. Destrezas tecnolgicas relacionadas con el uso de maquinaria, destrezas de computacin; as como, de bsqueda y manejo de informacin. Competencias interpersonales:. Capacidad crtica y autocrtica Trabajo en equipo Habilidades interpersonales Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario Capacidad de comunicarse con profesionales de otras reas Apreciacin de la diversidad y multiculturalidad. Compromiso tico Competencias sistmicas: Habilidades de investigacin Capacidad de aprender Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Liderazgo Habilidad para trabajar en forma autnoma Capacidad para disear y gestionar proyectos Iniciativa y espritu emprendedor Bsqueda del logro 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboracin o revisin Participantes Observaciones (cambios y justificacin) Instituto Tecnolgico de Los Mochis del 3 de diciembre de 2012 al 17 de abril de 2013. Integrantes de la Academia de Ingeniera en Industrias Alimentarias 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Aplicar los conocimientos de anatoma y fisiologa vegetal en los procesos de seleccin, empaque y prolongacin de la vida til de productos hortofrutcolas, as como comprender los mtodos de biologa molecular para incrementar la vida poscosecha de frutas y hortalizas. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Diferencia entre clula vegetal y animal. Obtencin y reacciones del etileno. Carbohidratos, metabolismo de carbohidratos, gluclisis. Enzimas, coenzimas, lpidos de membrana y sistema de transporte. Biologa y Biotecnologa 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 2 Estructura y composicin de frutas y hortalizas Fisiologa de pre y poscosecha 1.1 Introduccin 1.1.1 Situacin actual en Mxico 1.1.1.1 Produccin nacional 1.1.1.2 Importancia econmica de las prdidas poscosecha 1.1.2 Factores que provocan prdidas poscosecha 1.1.2.1 Prdidas debido a cambios en el producto 1.1.2.2 Costos y prdidas asociadas con el deterioro 1.1.2.3 Causas de prdidas despus de la cosecha 1.1.3 Definicin de frutas y hortalizas 1.1.3.1 Definicin botnica y del consumidor 1.1.3.2 Partes de la flor 1.1.3.3 Partes del fruto 1.1.3.4 Parte de la planta de donde se originan la diferentes hortalizas 1.2 Estructura y composicin de frutas y hortalizas 1.2.1 Componentes celulares 1.2.2 Composicin qumica y valor nutricional 1.2.2.1 Agua 1.2.2.2 Carbohidratos 1.2.2.3 Protenas 1.2.2.4 Lpidos 1.2.2.5 cidos orgnicos 1.2.2.6 Vitaminas y minerales 1.2.2.7 Componentes voltiles 2.1 ndices de madurez y factores de calidad 2.1.1 Definicin 2.1.2 Componentes de la calidad en una norma de clasificacin 2.1.2.1 Apariencia 2.1.2.2 Textura 2.1.2.3 Sabor 2.1.2.4 Valor nutritivo 2.1.2.5 Seguridad 2.1.3 Etapas de desarrollo de frutas y hortalizas 2.1.3.1 Desarrollo 2.1.3.2 Crecimiento 2.1.3.3 Maduracin 2.1.3.4 Maduracin fisiolgica 2.1.3.5 Maduracin hortcola 2.1.3.6 Maduracin comercial 2.1.4 Fases en el perodo climatrico 2.1.4.1 Pre y mnimo climatrico 2.1.4.2 Incremento climatrico 2.1.4.3 Mximo climatrico 2.1.4.4 Posclimatrico 2.1.5 Hormonas vegetales 2.1.5.1 Auxinas 2.1.5.2 Giberelinas 2.1.5.3 Citocininas 2.1.5.4 cido abscico 2.1.5.5 Etileno 2.2 Efectos del etileno en frutas 2.2.1 Inhibidores de la accin del etileno 2.2.2 Biosntesis del etileno 2.2.3 Anlogos del etileno 2.2.4 Formas de aplicacin del etileno 2.2.5 Estrategias para controlar el efecto daino del etileno 2.2.5.1 Prevencin 2.2.5.2 Remocin 2.2.5.3 Inhibicin 2.3 Respiracin 2.3.1 Respiracin aerobia 2.3.1.1 Gluclisis 2.3.1.2 Ciclo del cido tricarboxlico 2.3.1.3 Sistema de transporte de electrones 2.3.2 Respiracin anaerobia 2.3.3 Factores que afectan la velocidad de respiracin 2.3.3.1 Factores internos 2.3.3.2 Factores externos 2.4 Enfermedades de pre y poscosecha 2.4.1 Desrdenes fisiolgicos 3 Tecnologa de poscosecha de frutas y hortalizas 2.4.2 Dao por fro 2.4.2.1 Efectos del dao por fro 2.4.2.2 Factores que influyen en el dao por fro 2.4.2.3 Mecanismos para explicar el dao por fro 2.4.2.4 Formas para controlar el dao por fro 2.5 Desrdenes patolgicos 2.5.1 Principales enfermedades poscosecha 2.5.2 Mecanismos de penetracin de patgenos 2.5.3 Mtodos de control 2.6 Plagas poscosecha 2.6.1 Generalidades 2.6.2 Moscas de la fruta 2.6.3 Mtodos de control 3.1 Mtodos de cosecha 3.1.1 Cosecha manual 3.1.2 Cosecha mecnica 3.2 Transporte 3.3 Operaciones bsicas en las empacadoras 3.3.1 Descarga 3.3.1.1 Descarga manual 3.3.1.2 Descarga automtica 3.3.1.3 Descarga con agua 3.3.2 Lavado 3.3.3 Seleccin 3.3.4 Clasificacin 3.3.5 Empacado 3.4 Tratamientos especiales 3.4.3 Encerado 3.4.4 Curado 3.4.5 Control de enfermedades 3.4.6 Iniciacin de la madurez 3.5 Mtodos para prolongar la vida til 3.5.1 Enfriado 3.5.2 Atmsferas controladas 3.5.3 Atmsferas modificadas 3.5.4 Ozonlisis 3.5.5 Irradiacin 4 Biologa molecular de frutas y hortalizas 3.5.6 Sonicacin 3.6 Procesamiento mnimo de frutas y hortalizas 4.1 Diferencia entre un organismo transgnico y un organismo genticamente modificado. 4.2 Limitaciones para la difusin y produccin de frutas y hortalizas genticamente modificadas a nivel comercial. 4.3 Tcnicas de Biologa molecular utilizadas para prolongar la vida poscosecha de frutas y hortalizas 4.3.1 Estrategias moleculares empleadas para modificar la textura. Supresin de protenas asociadas al metabolismo de paredes celulares. 4.3.2 Estrategias moleculares para incrementar la vida poscosecha de frutas y hortalizas: protenas inhibidoras de poligalacturonasa, quitinasas, manipulacin de la ruta del etileno, etc. 4.3.3 Estrategias moleculares empleadas para modificar el color. Supresin y sobre-expresin de enzimas vinculadas al metabolismo de carotenoides, flavonoides, clorofilas y oxidacin de fenoles. 8.- SUGERENCIAS DIDCTICAS (desarrollo de competencias genricas) Propiciar actividades de bsqueda, seleccin y anlisis de informacin en distintas fuentes. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicacin, la motivacin, el intercambio argumentado de ideas, la reflexin, la integracin y la colaboracin entre los estudiantes. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccin deduccin y anlisis-sntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigacin, la aplicacin de conocimientos y la solucin de problemas. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicacin de los conceptos, modelos y metodologas que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminologa cientfico-tecnolgica. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las dems del plan de estudios para desarrollar una visin interdisciplinaria en el estudiante. Llevar a cabo visitas a una empacadora donde se utilicen mtodos modernos de clasificacin de frutas y hortalizas, as como los mtodos de maduracin mediante aplicacin de etileno. Llevar a cabo visitas a un centro de investigacin donde se realicen trabajos en el rea de fisiologa poscosecha. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIN Autoevaluacin Revisin y evaluacin de reportes de visitas a laboratorios de investigacin Revisin y evaluacin de reportes de visitas a la empacadora Participacin en las actividades de clase Plenarias Mesas de trabajo 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Estructura y composicin de frutas y hortalizas Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Identifica la estructura, clasificacin y composicin qumica de frutas y hortalizas y las aplicaciones que estos conceptos tienen en fisiologa de pre y poscosecha, as como en el procesamiento de los productos hortofrutcolas En equipos, hacer una lista de las caractersticas que hacen diferente una fruta de una verdura. Escribir las diferencias entre clula vegetal y animal y las implicaciones que esto tiene en fisiologa poscosecha y en el procesamiento de los productos hortofrutcolas. Elaborar diagramas de flujo o mapas conceptuales de la clasificacin de los frutos. Reconocer cada una de las etapas de desarrollo de un producto hortofrutcola. Identificar los constituyentes qumicos de los productos hortofrutcolas y su importancia nutricional Unidad 2: Fisiologa de pre y poscosecha. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Distingue la relacin entre concentracin de hormonas, produccin de etileno, velocidad de respiracin y la maduracin de los productos hortofrutcolas Relacionar correctamente cada uno de los siguientes trminos con su significado: Calidad, normas de calidad, ndice de madurez, desarrollo, crecimiento. Madurez fisiolgica, madurez hortcola, madurez comercial. Senescencia y envejecimiento. Elaborar una lista con las tcnicas para medir el ndice de cosecha y de madurez de frutas y hortalizas. Determinar en el laboratorio algunos ndices de madurez de algunas frutas y hortalizas. Utilizando el ciclo de la biosntesis del etileno, y apuntes proporcionados por el profesor, identificar la relacin entre concentracin de hormonas, produccin de etileno, velocidad de respiracin y maduracin de los productos hortofrutcolas. Previa investigacin biliogrfica, discutir y analizar en equipos las principales enfermedades poscosecha. Hacer una coleccin de fotos de las principales moscas de la fruta y los daos que provocan y en una discusin plenaria enfatizar la importancia de respetar la barreras cuarentenarias. Unidad 3: Tecnologa de poscosecha de frutas y hortalizas. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Aplica los conocimientos sobre estructura, composicin y fisiologa de poscosecha en los mtodos de cosecha y operaciones bsicas en la empacadora para prolongar la vida til de un producto hortofrutcola Hacer un ensayo sobre los mtodos de cosecha ms utilizados en la regin. En grupos de trabajo y utilizando la tcnica de matriz de memoria, establecer, por comparacin, cul de los dos mtodos de cosecha (manual y mecnico) provocan un mayor dao a los productos y que propongan teoras para explicar por qu ocurre esto. Leer en material de apoyo, proporcionado pro el profesor, los mtodos de transporte de frutos y hortalizas y despus realizar por equipos un anlisis crtico para determinar qu medidas tomaran para disminuir las prdidas poscosecha durante el transporte. Basados en los apuntes elaborar un diagrama de flujo con las operaciones bsicas que se realizan en una empacadora, aplicado a un fruto o vegetal en particular, elegido por el alumno, para luego pedirles que se auto evalen y co-evalen. Realizar una visita a una empacadora y pedirles que por equipos hagan un anlisis de los puntos crticos donde no se cumplen con las normas establecidas. Lectura de un artculo que trate sobre los mtodos de conservacin de frutas y hortalizas (atmsferas modificadas y controladas, tratamiento con luz ultravioleta) y pedirles que elaboren apuntes dialcticos donde por un lado escriban una sntesis de los puntos ms relevantes del artculo y en el otro hagan un anlisis crtico del articulo. Proponer o repetir un experimento donde apliquen alguno de los mtodos de conservacin estudiados para prolongar la vida de almacenamiento de un producto hortofrutcola. Unidad 4: Biotecnologa de poscosecha de frutas y hortalizas. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Relaciona y utiliza los conocimientos bsicos de biologa molecular para entender porqu esta herramienta podra ser la solucin a largo plazo de los problemas poscosecha de frutas y hortalizas. Lectura y anlisis de las tcnicas de Biologa molecular ms utilizadas como herramientas para la transformacin gentica de plantas. Lectura de los artculos ms destacados sobre transformacin gentica de plantas (arroz dorado, papa dorada, meln con vida de anaquel mejorada) y pedirles que lo lean, analicen y discutan en equipos y despus que lo muestren al grupo en una presentacin ppt. 11.- FUENTES DE INFORMACIN Gonzlez-Aguilar, G.A., Gardea-Bejar, A. y Cuamea-Navarro, F. (Eds.) 2005. Nuevas Tecnologas de Conservacin de Productos Vegetales Frescos Cortados. Guadalajara. Editado por CIAD, A.C.-CYTED-CONACyT. Mxico. Hulme, A.C. 1970. The Biochemistry of Fruits and their Products. Vol I y II. Academic Press. London and New York, U.S. Kader, A.A. (2002). Postharvest Technology of Horticultural Crops. 3rd edition. University of California Davis, Agricultural and Natural Resources. Ryall, A.L. and Pentzer, W.T. 1982. Handling, Transportation and Storage of Fruits and Vegetables. The AVI Publishing Company, INC. Westport, CT. Ryall, A.L., and Lipton, W.J. 1979. Handling, Transportation and Storage of. Fruits and Vegetables, Vol. 1, 2nd ed., AVI Publishing, Westport, Connecticut. Salisbury, F.B. y Ross, C.W. 1994. Fisiologa vegetal. Grupo. Editorial Iberoamericana, S.A. de C.V. Mxico D. F. Salunke, D.K. y Desai, B.B. (1984). Postharvest Biotechnology of fruits. Volumen I y II. CRC Press, USA. Seymour, G,B., Taylor, J.E., Tucker, G.A., Chapman & Hall. (1993). Biochemistry of fruit Ripening. USA. Thompson, A.K. 2003. Almacenamiento en atmsferas controladas de frutas y hortalizas. Ed. Acribia. Zaragoza, Espaa. Wills, R.H., Lee, T., McGlasson, W., Hall, E. y Graham, D. 1993. Fisiologa y Manipulacin de Frutas y Hortalizas. Ed. Acribia. Zaragoza, Espaa. Yahia, E.M. e Higuera, I. C. (1992). Fisiologa y Tecnologa de Poscosecha de Productos Hortcolas. Editorial Limusa, Mxico. Algunos artculos recomendados: Dahmani-Mardas, F., Troadec, C., Boualem, A., Levque, S., Alsadon, A.A., Aldoss, A.A., Dogimont, C., Bendahmane, A. 2010. Engineering Melon Plants with Improved Fruit Shelf Life Using the TILLING Approach. PLoS ONE 5(12): e15776. doi:10.1371/journal.pone.0015776 Diretto G, Al-babili S, Tavazza R, Papacchioli V, Beyer P y Giuliano G. 2007. Metabolic engineering of potato carotenoid content through tuber-specific overexpression of a bacterial mini-pathway. PLoS ONE 2(4):1-8. 12.- PRCTICAS PROPUESTAS Prctica 1. Anatoma de una fruta. Prctica 2. ndices de maduracin. Prctica 3. ndices de calidad. Prctica 4. Miniproyecto de investigacin (propuesta o repeticin de un experimento para prolongar la vida poscosecha)

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