Επίδραση των 1-MCP, σαλικυλικού οξέος και υπεροξειδίου του υδρογόνου στην ποιότητα και συντηρησιμότητα των καρπών ποικιλιών μηλιάς (Malus pumila M...

Abstract

Apples contain a variety of antioxidant substances with beneficial activity for human health and they are highly ranked for their contribution in per capita consumption of phenolics. The aim of this thesis was to study the potential use of substances like salicylic acid (SA), hydrogen peroxide (H2O2) and 1-methyl cyclopropene (1-MCP) (gaseous and aqueous form) in pre- or postharvest applications, in order to manipulate the antioxidant mechanism of trees or apple fruits and subsequently increase their antioxidant content to maintain the best possible quality during storage. For that reason, Redchief, Golden Delicious and Granny Smith cvs. were selected. Experiments were carried out at commercial orchards of Kastoria region (650 m altitude), in the Farm of the Aristotle University of Thessaloniki (0 m altitude) (preharvest) and on fruits of Kastoria region (650 m altitude) (postharvest). Fruits were collected at commercial harvest stage, as well as at an early stage for Granny Smith cv., and stored at 0-1ο C for up to 8 months. During storage, quality determinations were carried out on fruits which were first kept at 20-22o C for 7 days (“shelf life”). 1-MCP treatment, of 1μL/ L (gas treatment) or 1 mg/ L (aqueous solution treatment), reduced scald and soft scald development, ethylene production (up to 99.9%) and respiration rate (up to 48%) of the fruits, as well as the degradation rate of organic acids. Also, it maintained high flesh firmness for a period up to 8 months, high soluble solids content (SSC), high carotenoid and anthocyanin content of apple peel and high antioxidant properties (phenolics, flavonoids, FRAP value, DPPH value) of fruits. Preharvest treatment with SA increased scald and soft scald development in apples during storage. It increased and maintained high carotenoid content of the apple peel and antioxidant properties of the flesh, especially at lowland (Aristotle University orchard) and Granny Smith apples. Preharvest treatment with 250 mM H2O2 reduced soft scald development in Golden Delicious apples and increased SSC, as well as the antioxidant properties of Granny Smith apples. Postharvest treatment of Granny Smith apples with SA (>0.5 mM) reduced ethylene production rate of fruits the first few days after treatment, decreased scald incidence when fruits of post-climacteric stage were treated and maintained high SSC and antioxidant properties of the fruits during storage. Postharvest treatment of Granny Smith apples with H2O2 (>10 mM) reduced ethylene production rate of the fruits during the initial period after harvest, while immersion of apples in 750 mM (2,5%) H2O2 solution for 1 min resulted in low ethylene production of the fruits for a period up to 6 months of storage. Also, it inhibited the development of scald symptoms and maintained high SSC and antioxidant properties of the fruits during storage.

Τα μήλα περιέχουν πλήθος αντιοξειδωτικών ουσιών με ωφέλιμη δράση για τον άνθρωπο και έχουν υψηλή συμμετοχή στη συνολική κατά κεφαλήν κατανάλωση φαινολών. Στόχος της διδακτορικής διατριβής ήταν να διερευνηθεί αν η προσυλλεκτική ή μετασυλλεκτική μεταχείριση με τις ουσίες σαλικυλικό οξύ (SA), υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) και 1-μεθυλο-κυκλοπροπένιο (1-MCP) (αέρια και υδατοδιαλυτή μορφή) μπορεί να επηρεάσει τον αντιοξειδωτικό μηχανισμό των δένδρων ή των καρπών μηλιάς ώστε να περιέχουν μεγαλύτερες ποσότητες αντιοξειδωτικών ουσιών και να διατηρούν υψηλότερη ποιότητα κατά τη συντήρηση. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκαν οι ποικιλίες ‘Redchief’, ‘Golden Delicious’ και ‘Granny Smith’. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε οπωρώνες του ν. Καστοριάς (650 m υψόμετρο), στον οπωρώνα του Αγροκτήματος του ΑΠΘ (0 m υψόμετρο) (προσυλλεκτικά) και σε μήλα του ν. Καστοριάς (μετασυλλεκτικά). Οι καρποί συγκομίστηκαν στο εμπορικό στάδιο συγκομιδής, καθώς και σε πρώιμο στάδιο (ποικ. ‘Granny Smith’), και συντηρήθηκαν στους 0-1ο C έως και 8 μήνες. Στο διάστημα αυτό πραγματοποιούνταν περιοδικά αξιολόγηση της ποιότητας σε καρπούς που παρέμεναν προηγουμένως για 7 ημέρες στους 20-22ο C (“shelf life”). Η μεταχείριση με το 1 – MCP μείωσε το «επιφανειακό» (scald) και το «μαλακό έγκαυμα» (soft scald), την παραγωγή αιθυλενίου (έως 99,9%) και την αναπνοή (έως 48%) των καρπών, καθώς και το ρυθμό αποικοδόμησης των οργανικών οξέων. Αντίθετα, διατήρησε την αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) σχεδόν αμετάβλητη κατά τη συντήρηση και υψηλότερα από το μάρτυρα τα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ) του χυμού, την περιεκτικότητα του φλοιού σε καροτενοειδή και ανθοκυάνες, καθώς και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά (φαινολικές ουσίες, φλαβονοειδή, τιμή FRAP, τιμή DPPH) των καρπών. Η προσυλλεκτική μεταχείριση με SA αύξησε τα συμπτώματα του “scald” και του “soft scald”. Αύξησε ή διατήρησε υψηλότερη, από το μάρτυρα, την περιεκτικότητα του φλοιού σε καροτενοειδή και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά της σάρκας, ιδιαίτερα στα πεδινά μήλα και την ποικ. ‘Granny Smith’. Η προσυλλεκτική μεταχείριση με H2O2 250 mM μείωσε το “soft scald” στην ποικιλία ‘Golden Delicious’ ενώ, αύξησε τα ΔΣΣ και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά των καρπών της ποικιλίας ‘Granny Smith’. Η μετασυλλεκτική μεταχείριση των καρπών της ποικιλίας ‘Granny Smith’ με SA (>0,5 mM) μείωσε την παραγωγή αιθυλενίου τις πρώτες ημέρες μετά την μεταχείριση και το “scald” κατά τη συντήρηση ενώ, αύξησε ή διατήρησε σε υψηλότερα επίπεδα από το μάρτυρα τα ΔΣΣ και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά των καρπών. Η μετασυλλεκτική μεταχείριση των καρπών της ποικιλίας ‘Granny Smith’ με H2O2 (>10 mM) μείωσε την παραγωγή αιθυλενίου τις πρώτες ημέρες μετά τη μεταχείριση, ενώ η εμβάπτιση σε διάλυμα H2O2 750 mM (2,5%) για 1min είχε ως αποτέλεσμα τη μειωμένη παραγωγή αιθυλενίου μέχρι και 6 μήνες συντήρησης. Ακόμα, μείωσε το “scald” ενώ, διατήρησε υψηλότερα από το μάρτυρα τα ΔΣΣ του χυμού και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά κατά τη συντήρηση.