Επιδράσεις ρυθμιστών αύξησης προ- και μετασυλλεκτικά σε καρπούς ελιάς (Olea europeae L.) διαφόρων σταδίων ωριμότητας: φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες και συσχέτισή τους με ποιοτικά χαρακτηριστικά

Abstract

The objective of the present study was the evaluation of the effects of different growth regulators on physiological and biochemical processes during ripening of olive fruit. The possible relations of these processes with quality attributes were also investigated. In Chapter 1, physiological and quality attributes during ripening of ‘Koroneiki’ olives were studied in two different growing years. Oil content, fatty acid profile, total and individual antioxidants (phenolic compounds and α-tocopherol) were determined along with respiration and ethylene production rates in olives harvested at different maturity indices. Positive correlations were found among the attributes determined that had similar course of changes during ripening, and vice versa, which could be also related to harvest-timing and to quality attributes. Besides, rates of leaf photosynthesis in combination with sugar concentrations in leaves and fruit were estimated. In leaves, photosynthesis (measured as CO2 assimilation rates) and stomatal conductance were stable during the period of fruit ripening. Glucose and sucrose concentrations showed a decreasing trend in both leaves and fruit. However, fructose decreased and mannitol (MAN) increased in leaves when oil accumulation occurred in fruit. The important role of MAN in oil accumulation was suggested, as also indicated by MAN treatments. In Chapter 2 and Experiment A, the effects of pre-harvest individual applications of abscisic acid (ABA), ethylene-releasing compound Ethephon (ETH) and ethylene synthesis inhibitor ReTain (active ingredient of amino-ethoxyvinyl-glycine or AVG) at various maturity states on oil content, fatty acid profile, total and individual antioxidants were determined in harvested olives during exposure at 20 °C. The main results showed that leaf and fruit drops were observed when ABA and ETH were applied at late states of maturity. During exposure at 20 °C, total phenolics (TP) and total antioxidant capacity (TAC) increased. However, the pattern of changes in individual phenolics depended on each particular compound, whereas there was no effect of exposure time on fatty acid profile. In Chapter 2 and Experiment B, the effects of pre-harvest treatments with growth regulators (1-naphthaleneacetic acid or ΝΑΑ, ΕΤΗ and ΝΑΑ + ETH) in combination with/without girdling on fruit attributes of ‘Koroneiki’ olives were investigated. Fruit were sprayed at dark green state and harvested ~1 month later. Treatments with NAA and ETH as well as girdling had no effect on peel color and respiration rates. Ethylene production rates were promoted by ETH treatments. ETH, with/without girdling affected the oil content. NAA, at a low concentration, enhanced TP and TAC values. By contrast, treatments had no consistent effect on fatty acids. In Chapter 3, the effects of post-harvest continuous ethylene application on green 'Konservolia' olives were evaluated at 20 °C for up to 10 days. In Experiment A of Chapter 3, the effects of a series of ethylene concentrations on peel color and firmness (F) were evaluated. Ethylene prevented fruit red coloration and increased firmness (F). In Experiment B, the effects of ethylene, ethylene synthesis inhibitor AVG and ethylene action inhibitors 1-methylcyclopropene (1-MCP) and silver nitrate (SN) on peel color, F and fruit respiration were evaluated. Ethylene increased F values initially, and thereafter prevented decreases in F values and respiration rates up to day 5. AVG, 1-MCP and SN exhibited contrary to ethylene effects on F and respiration rates.In Chapter 3, the Experiment C was carried out in order to explain the increased F values, as well as changes in phenolic compounds in harvested olives and in response to ethylene treatments. The effects of a continuous ethylene treatment, applied after a treatment with/without 1-MCP, on cell wall characteristics were evaluated. The results showed that the increased fruit F could be rather attributed to the wall rigidity of cells nearest the skin, as also supported by microscopic observations. Furthermore, total and individual phenolics were assessed in Experiment C. In all samples, oleuropein, TP and TAC exhibited similar pattern of changes. Fluctuations observed in the rest phenolic compounds had no consistent trend.

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να μελετηθούν οι επιδράσεις ρυθμιστών αύξησης σε μεταβολές φυσιολογικών και βιοχημικών διεργασιών, κατά την ωρίμανση του ελαιόκαρπου και πιθανές συσχετίσεις των διεργασιών αυτών με ποιοτικά χαρακτηριστικά. Στο Κεφάλαιο 1 μελετηθήκαν φυσιολογικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά κατά την ωρίμανση καρπών ‘Κορωνέικης’, σε δύο καλλιεργητικές περιόδους. Σε καρπούς διαφορετικών σταδίων ωριμότητας εκτιμήθηκαν η ελαιοπεριεκτικότητα, το προφίλ των λιπαρών οξέων, οι συνολικές και μεμονωμένες αντιοξειδωτικές ουσίες (μεμονωμένα φαινολικά συστατικά και α-τοκοφερόλη), καθώς και η ένταση της αναπνοής και η έκλυση του αιθυλενίου από τους καρπούς. Θετικές συσχετίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ των χαρακτηριστικών που είχαν παρόμοια τάση κατά την ωρίμανση, και αντιστρόφως. Ταυτόχρονα, εκτιμήθηκε η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων σε συνδυασμό με τη συγκέντρωση των σακχάρων στα φύλλα και στους καρπούς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κατά την ωρίμανση των καρπών, η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων, εκτιμώμενη ως πρόσληψη CO2, και η στοματική αγωγιμότητα δεν παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές. Οι τιμές της γλυκόζης και της σακχαρόζης στα φύλλα και τους καρπούς είχαν παρόμοια πτωτική τάση κατά την ωρίμανση των καρπών. Την ίδια περίοδο που παρατηρήθηκε η αύξηση της ελαιοπεριεκτικότητας στους καρπούς, μειώθηκε η συγκέντρωση της φρουκτόζης στα φύλλα και αυξήθηκε της μαννιτόλης (MAN). Προσυλλεκτικές επεμβάσεις με ΜΑΝ υποστήριξαν το σημαντικό ρόλο της τελευταίας στη συσσώρευση του λαδιού στους καρπούς. Στο Κεφάλαιο 2 (Πείραμα Α) εκτιμήθηκαν οι επιδράσεις των προσυλλεκτικών επεμβάσεων με αψισικό οξύ (ΑΒΑ), αιθυλενοπαράγωγο Ethephon (ETH) και παρεμποδιστή σύνθεσης του αιθυλενίου ReTain (δραστική ουσία αμινο-εθοξυ-βινυλ-γλυσίνη ή AVG), σε καρπούς ‘Κορωνέικης’ διαφόρων σταδίων ωριμότητας. Οι επιδράσεις των επεμβάσεων επί της ελαιοπεριεκτικότητας, του προφίλ των λιπαρών οξέων και των ολικών και μεμονωμένων φαινολικών ουσιών εκτιμήθηκαν κατά την αποθήκευση των καρπών στους 20 οC. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι επεμβάσεις με ΑΒΑ και ΕΤΗ, στα τελευταία στάδια ωριμότητας οδήγησαν σε καρπόπτωση και φυλλόπτωση. Κατά την αποθήκευση των καρπών στους 20 οC, αυξήθηκαν οι τιμές των ολικών φαινολικών (ΤΡ) και της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (TAC). Ωστόσο, οι μεταβολές των μεμονωμένων φαινολικών συστατικών δεν ακολούθησαν κάποια συγκεκριμένη τάση. Αντίθετα, δεν παρατηρήθηκαν μεταβολές στο προφίλ των λιπαρών οξέων. Στο Πείραμα Β του Κεφαλαίου 2, μελετήθηκαν οι επιδράσεις των προσυλλεκτικών επεμβάσεων με ναφθαλινοξικό οξύ (ΝΑΑ), ΕΤΗ και του συνδυασμού ΝΑΑ και ΕΤΗ, μεμονωμένα ή σε συνδυασμό με την εφαρμογή δακτυλίωσης, σε χαρακτηριστικά καρπών ‘Κορωνέικης’. Οι επεμβάσεις πραγματοποιήθηκαν όταν οι ελιές βρίσκονταν στο στάδιο του γαλακτώματος και η εκτίμηση των επιδράσεων τους έγινε κατά τη συγκομιδή ~1 μήνα μετά. Οι επεμβάσεις με ΝΑΑ και ΕΤΗ, καθώς και η δακτυλίωση δεν άσκησαν καμία επίδραση στο χρώμα του φλοιού και στη ένταση της αναπνοής. Το ΕΤΗ αύξησε την έκλυση του ενδογενούς αιθυλενίου των καρπών. Τόσο το ΕΤΗ όσο και η δακτυλίωση επέδρασαν επί της ελαιοπεριεκτικότητας των καρπών. Το ΝΑΑ, στη χαμηλότερη συγκέντρωση, αύξησε τις τιμές των ΤΡ και της TAC. Αντίθετα, οι μεταβολές των λιπαρών οξέων δεν ακολούθησαν κάποια συγκεκριμένη τάση υπό την επίδραση των επεμβάσεων ή/και της δακτυλίωσης. Στο Κεφάλαιο 3, μελετήθηκαν οι μετασυλλεκτικές επιδράσεις του αιθυλενίου με συνεχή χειρισμό, σε θερμοκρασία 20 οC, για χρονικό διάστημα έως 10 ημέρες, σε πράσινους καρπούς ‘Κονσερβολιάς’. Η εφαρμογή αυξανόμενων συγκεντρώσεων αιθυλενίου, αποτέλεσε το Πείραμα Α του Κεφαλαίου 3, όπου παρατηρήθηκε ότι η υψηλότερη συγκέντρωση του αιθυλενίου παρεμπόδισε την ανάπτυξη του κόκκινου χρώματος στο φλοιό και αύξησε τη συνεκτικότητα (F). Στο Πείραμα Β του ίδιου κεφαλαίου, μελετήθηκαν οι μεμονωμένες επιδράσεις του αιθυλενίου, του παρεμποδιστή της σύνθεσής του AVG, καθώς και των παρεμποδιστών της δράσης του 1-μεθυλοκυκλοπροπένιο (1-MCP) και νιτρικού αργύρου, επί του χρώματος, της F και της έντασης της αναπνοής των καρπών. Το αιθυλένιο αύξησε την F, τις πρώτες ώρες του χειρισμού και διατήρησε την ένταση της αναπνοής σε σταθερά υψηλά επίπεδα μέχρι την 5η ημέρα. Οι παρεμποδιστές επέδρασαν κατά τρόπο αντίθετο του αιθυλενίου στη F και στην αναπνοή. Στο Πείραμα Γ του Κεφαλαίου 3 εξετάσθηκε η συνεχής επίδραση του αιθυλενίου, μετά από χειρισμό με ή χωρίς 1-MCP, καθώς και του συνδυασμού τους, σε επιμέρους χαρακτηριστικά του κυτταρικού τοιχώματος, με σκοπό να εξηγηθεί η αύξηση της F. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αύξηση της F μπορεί να αποδοθεί στην ενίσχυση των κυτταρικών τοιχωμάτων εγγύτερα της επιδερμίδας των καρπών. Τα αποτελέσματα υποστηρίχθηκαν και από μικροσκοπικές παρατηρήσεις. Επιπλέον, στο Πείραμα Γ, εκτιμήθηκαν οι ολικές και οι μεμονωμένες φαινολικές ουσίες. Στους καρπούς όλων των επεμβάσεων, οι τιμές των ΤΡ, της TAC και της ελευρωπαΐνης παρουσίασαν παρόμοια τάση αλλαγών. Οι διακυμάνσεις που παρατηρήθηκαν στις τιμές των υπόλοιπων φαινολικών ουσιών δεν είχαν σταθερή τάση και δεν εκτιμήθηκαν στατιστικά σημαντικές.