Επίδραση εδώδιμων επικαλύψεων υδροκολλοειδών στην ποιότητα μήλου και πιπεριάς

Abstract

Natural origin (plant or animal) food coatings are a new approach in postharvest management of fresh horticultural products. Individual packaging made of these membranes is aimed at reducing postharvest losses and maintaining the quality of the produce, with emphasis on creating a barrier for water movement and modifying the atmosphere inside the product, as well as on reducing the incidence of some physiological disorders and infections from pathogens. In the present study several hydrocolloid coatings, such as chitosan and pullulan were tested, as well as three polyamines (spermine, spermidine, putrescine), two waxy substances (beeswax, propolis), and commercial products (diphenylamine, Pro-long, Apple wax) that are normally used in packing houses for coating fruit and vegetables. One apple cultivar – ‘Granny Smith’ and one pepper cultivar – ‘Π-14’ were used in the experiments and they were purchased either directly from the packing house or from the wholesale market. The aim of this approach was to examine whether, and to what degree, the above mentioned natural edible coatings possess comparable advantages that can render them suitable substitutes for the chemicals currently being used, which are regarded as a risk to human health and do not adhere to the principles of sustainable agriculture. For better application of the coatings, two other methods (besides the ‘simple’ dipping method under normal pressure) were tested – vacuum and pressure infiltration. The study on the apples focuses on the control of superficial scald, which presents a serious problem and demands coating with diphenylamine (DPA), an antioxidant substance, the consumer safety of which is highly disputed today. At the same time, the effect of edible coatings was studied concerning weight loss, flesh firmness, total soluble solids, color, etc.). The effect of the coatings in the creation of a modified atmosphere (internal CO2 and C2H4) was also studied. Finally, the development of rot was measured (% of disease incidence and disease severity), following artificial inoculation with fungi Βotrytis cinerea and Penicillium expansum. The study on the peppers focuses on the effect of edible coatings concerning quality retention (weight loss, dry weight, flesh firmness, total soluble solids, ascorbic acid, and color). Simultaneously, the effect of the coatings on the creation of a modified atmosphere (internal CO2, O2 and C2H4) inside the fruit was studied. Another part of the study concerned the effect of edible coatings on reducing rot on injured or intact peppers which were artificially inoculated with fungi Βotrytis cinerea and Αlternaria alternata. The study on the apples displayed the following results: 1. In relation to the appearance of superficial scald, the application of hydrocolloid coatings displayed some favorable results only under conditions of vacuum infiltration (pullulan) and under pressure infiltration (chitosan and pullulan); however, the results were not stable during the three years of experimentation due to variability resulting from different growing techniques that predispose the fruit to scald incidence in each year. In the case of chitosan, the positive results of reduced scald incidence seem to diminish due to the appearance of a physiological disorder (pitting), which renders the fruit unmarketable. Effective results against superficial scald were displayed by the application of beeswax alone, or as a bilayer with propolis, which produced positive results in all three years of experiments towards scald index and scald intensity, but less towards the % incidence. The polyamines – spermine, spermidine and putrescine displayed a positive effect under conditions of pressure infiltration only in the first year of experiment. For commercial application in packing houses further research is required.

Η εφαρμογή κηρωτικών ουσιών φυτικής ή ζωικής προέλευσης στα νωπά οπωροκηπευτικά αποτελεί μια νέα προσέγγιση στη μετασυλλεκτική τους μεταχείριση. Η ατομική συσκευασία με τέτοιες εδώδιμες επικαλύψεις στοχεύει στη μείωση των μετασυλλεκτικών απωλειών και διατήρηση της ποιότητας και ειδικότερα στη δημιουργία φράγματος στη μετακίνηση υδρατμών, τη δημιουργία τροποποιημένης ατμόσφαιρας, τη μείωση ορισμένων φυσιολογικών ανωμαλιών και την προστασία από μολύνσεις από παθογόνους που προκαλούν μετασυλλεκτικές σήψεις. Στην παρούσα εργασία δοκιμάσθηκαν οι υδροκολοειδείς επικαλύψεις χιτοσάνη και πουλουλάνη, τρεις πολυαμίνες (σπερμίνη, σπερμιδίνη και πουτρεσκίνη), όπως και οι γνωστές κηρώδεις ουσίες (κερί μελισσών, πρόπολη) και εμπορικά σκευάσματα (διφαινυλαμίνη, Pro-long, Apple wax) που χρησιμοποιούνται στα συσκευαστήρια φρούτων και λαχανικών. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε μήλα της ποικιλίας ‘Granny Smith’ και πιπεριές της ποικιλίας ‘Π-14’ με δείγματα που πάρθηκαν στην περίπτωση των μήλων από εμπορικά συσκευαστήρια και των καρπών πιπεριάς από την λαχαναγορά. Στόχος της προσέγγισης αυτής είναι να εξετασθεί αν και κατά πόσο οι παραπάνω εδώδιμες ουσίες παρουσιάζουν συγκριτικά πλεονεκτήματα, ώστε να αντικαταστήσουν τις χημικές ουσίες που αμφισβητούνται με κριτική ότι δεν προσφέρουν διατροφική ασφάλεια που επιβάλλουν τα νέα συστήματα αειφορικής διαχείρισης της γεωργικής παραγωγής. Για καλύτερη εφαρμογή των επικαλύψεων από αυτή της απλής εμβάπτισης (υπό συνθήκες κανονικής πίεσης), δοκιμάσθηκαν άλλες δύο τεχνικές – η εμβάπτιση με κενό και η εμβάπτιση υπό πίεση. Η έρευνα στα μήλα εστιάζεται στον έλεγχο του επιφανειακού εγκαύματος (ΕΕ), που αποτελεί σημαντικό πρόβλημα και απαιτεί την επικάλυψη με τη διφαινυλαμίνη (DPA) μια αντιοξειδωτική ουσία που σήμερα αμφισβητείται κατά πόσο η χρήση της είναι ασφαλής για τον καταναλωτή. Παράλληλα μελετήθηκε η επίδραση των εδώδιμων επικαλύψεων στην ποιότητα (απώλεια υγρασίας, συνεκτικότητα σάρκας, διαλυτά στερεά συστατικά, χρώμα κ.α.). Επίσης μελετήθηκε η επίδραση των επικαλύψεων στη δημιουργία τροποποιημένης ατμόσφαιρας (εσωτερική συγκέντρωση CO2 και C2H4). Τέλος, μελετήθηκε η ανάπτυξη σήψεων (ποσοστό και έκταση προσβολής) ύστερα από τεχνητή μόλυνση με τους μύκητες Βotrytis cinerea και Penicillium expansum. Η έρευνα στις πιπεριές εστιάζεται στην επίδραση των εδώδιμων επικαλύψεων στη διατήρηση της ποιότητας (απώλεια υγρασίας, ξηρή ουσία, συνεκτικότητα σάρκας, διαλυτά στερεά συστατικά, ασκορβικό οξύ, χρώμα). Παράλληλα μελετήθηκε η επίδραση των επικαλύψεων στην τροποποίηση της εσωτερικής ατμόσφαιρας των καρπών (μετρήθηκαν CO2, O2 και C2H4). Επίσης, ένα μέρος της μελέτης ήταν η επίδραση των εδώδιμων επικαλύψεων στη μείωση της σήψης τεχνητά μολυσμένων με τους μύκητες Βotrytis cinerea και Αlternaria alternata τραυματισμένων ή μη καρπών πιπεριάς.