ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΠΑΝΤΕΛΙΔΗ Πτυχιούχου Γεωπόνου, MSc ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Η ΔΡΑΣΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2

2 ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΠΑΝΤΕΛΙΔΗ Πτυχιούχου Γεωπόνου, MSc ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Η ΔΡΑΣΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στη Γεωπονική Σχολή, Μεταπτυχιακή Ειδίκευση Επιστήμης Οπωροκηπευτικών Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 6 / 2 / 2 Εξεταστική Επιτροπή: Καθηγητής Μ. Βασιλακάκης, Επιβλέπων Καθηγητής Διαμαντίδης Γρηγόριος, Εξεταστής Αναπληρωτής καθηγητής Γερασόπουλος Δημήτριος, Εξεταστής Καθηγητής Βογιατζής Δημήτριος, Εξεταστής Λέκτορας Μολασιώτης Αθανάσιος,, Εξεταστής Αναπληρωτής καθηγητής Νάνος Γεώργιος, Εξεταστής Εντεταλμένη Ερευνήτρια Δρογούδη Παυλίνα, Εξεταστής

3

4 Γεώργιος Παντελίδης Α.Π.Θ. ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Η ΔΡΑΣΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ ISBN «Η έγκριση της παρούσης Διδακτορικής Διατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει την αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 4/92, άρθρο 22, παρ. 2)

5 I Ευχαριστίες Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Δενδροκομίας της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κατά τα έτη 24 έως 2. Ολοκληρώνοντας τη συγγραφή και τη δημόσια υποστήριξη της διατριβής, έχω υποχρέωση να ευχαριστήσω θερμά όλους όσοι συνέβαλλαν στην πραγματοποίηση της. Αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω με τα θερμότερα λόγια τον καθηγητή μου κ. Μιλτιάδη Βασιλακάκη, Καθηγητή Δενδροκομίας της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, για την ανάθεση του θέματος, την εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου όλα αυτά τα χρόνια, τις πολύτιμες συμβουλές και τις ερευνητικές κατευθύνσεις κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας. Επίσης θερμές ευχαριστίες οφείλω στον Καθηγητή κ. Γρηγόρη Διαμαντίδη για τις πολύτιμες συμβουλές και την τεχνική καθοδήγησή του στο μεγαλύτερο μέρος των εργαστηριακών αναλύσεων, τη χωρίς περιορισμό χρήση του εργαστηρίου Γεωργικής Χημείας, την συνεισφορά του στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων και τη διόρθωση των κειμένων. Ευχαριστώ επίσης τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Δημήτριο Γερασόπουλο για την κριτική ανάγνωση των κειμένων, τις ενδιαφέρουσες παρατηρήσεις του στην έκφραση των αποτελεσμάτων και τις πολύτιμες διορθώσεις του. Επίσης οφείλω να ευχαριστήσω τα μέλη της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής, τον Καθηγητή κ. Βογιατζή Δημήτριο, τον Λέκτορα κ. Μολασιώτη Αθανάσιο, τον Αναπληρωτή καθηγητή κ. Νάνο Γεώργιο και την Εντεταλμένη Ε- ρευνήτρια του ΙΦΔ του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. κα Δρογούδη Παυλίνα, για την άψογη συνεργασία όσο για την κριτική ανάγνωση του κειμένου. Ευχαριστώ επίσης τη διοίκηση του Α.Σ. VENUS GROWERS και τους γεωπόνους κ. Μπέτσια Ιωάννη και Σταύρου Ευστράτιο για την παραχώρηση του φυτικού υλικού και μέρους των εγκαταστάσεων του κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων και τις πολύτιμες συμβουλές και παρατηρήσεις τους. Θερμές ευχαριστίες οφείλω στον φίλο και συνεργάτη μου, υποψήφιου διδάκτορα Δενδροκομίας κ. Κωνσταντίνο Γιαννούση για την συνεισφορά του σε μεγάλο μέρος των εργαστηριακών αναλύσεων με την ευχή να ολοκληρώσει σύντομα τη διδακτορική του διατριβή. I

6 II Φυσικά θερμές ευχαριστίες οφείλω σε όλους τους δικούς μου ανθρώπους και ιδιαίτερα στη σύζυγο μου, Έλενα, για την υποστήριξη και την υπομονή που έδειξαν κατά την περίοδο αυτή. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τη ΓΓΕΤ, καθώς μέρος της εργασίας χρηματοδοτήθηκε ως μέρος του προγράμματος «Ανάπτυξη της μεθοδολογίας για την εφαρμογή του Συστήματος της Ολοκληρωμένης Διαχείρισης στην καλλιέργεια ροδακινιάς, με έμφαση στη Βιοτεχνολογία και τη βελτίωση της ποιότητας των παραγομένων προϊόντων» και το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών για την οικονομική βοήθεια μέσω της υποτροφίας που μου παρείχε αυτό το διάστημα. Στη σύζυγό μου Έλενα II

7 Περίληψη Περίληψη Στο πρώτο μέρος της διδακτορικής μου διατριβής μελετήθηκε το φαινόμενο του σχισίματος του πυρήνα (split pit), των σπασμένων πυρήνων (pit cracking) και των θραυσμάτων του πυρήνα (pit fragments) στα επιτραπέζια και βιομηχανικά ροδάκινα. Για την μελέτη του φαινόμενου των θραυσμάτων πυρήνα στις συμπήρηνες ποικιλίες κατά την επεξεργασία των καρπών στη βιομηχανία, έγινε καταγραφή της έντασης του προβλήματος στις κυριότερες ποικιλίες και επίσης μελετήθηκε η επίδραση του σταδίου ωρίμανσης και του μεγέθους των καρπών στη δημιουργία θραυσμάτων του πυρήνα. Η ποικιλία Andross παρουσίασε το μεγαλύτερο ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα (έως 2, %) ενώ η ποικιλία Catherina παρουσίασε το μικρότερο ποσοστό (έως, %). Το μεγάλο μέγεθος καρπού αύξησε το ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα, ενώ το στάδιο ω- ρίμανσης δεν επηρέασε την ένταση του φαινόμενου. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος εφαρμόστηκαν διαφορετικοί χρόνοι και εντάσεις εφαρμογής α- ραιώματος των καρπών καθώς και διαφορετικοί χρόνοι εφαρμογής θερινού κλαδεύματος. Το ελαφρύ (ένας καρπός ανά εκ.) και το όψιμο αραίωμα (δύο εβδομάδες μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα) μείωσαν σημαντικά το ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα (8,7 και 8,8 % αντίστοιχα) σε αντίθεση με το αυστηρό (2, %) και το πρώιμο αραίωμα (28, %). Επίσης το όψιμο θερινό κλάδευμα έδειξε ότι μείωσε την ένταση του φαινόμενου, τα αποτελέσματα όμως δεν ήταν σταθερά κάθε χρονιά εφαρμογής των πειραμάτων. Για την μελέτη του φαινόμενου του σχισίματος του πυρήνα και των σπασμένων πυρήνων στις εκπύρηνες ποικιλίες επιλέχθηκε η ποικιλία June Gold, η οποία παρουσιάζει το πρόβλημα σε μεγάλο ποσοστό καρπών. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος εφαρμόστηκαν διαφορετικοί χρόνοι και εντάσεις ε- φαρμογής αραιώματος των καρπών και διαφορετικοί χρόνοι εφαρμογής θερινού κλαδεύματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το όψιμο αραίωμα καρπών, δύο ε- βδομάδες μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα, μείωσε το ποσοστό των σπασμένων πυρήνων στο ποσοστό 7 % των καρπών, ενώ όταν το αραίωμα γινόταν πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα το ποσοστό σπασμένων πυρήνων ανερχόταν στο 77 %. Το όψιμο αραίωμα είχε ως αποτέλεσμα οι καρποί να είναι μικρότεροι στα δύο πρώτα στάδια ανάπτυξής τους και το τελικό μέγεθος να είναι ση- III

8 Περίληψη μαντικά μικρότερο, κατάλληλο όμως για την εμπορία και διάθεσή τους για κατανάλωση. Οι καρποί από τα δέντρα που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα άρχισαν να σχηματίζουν λιγνίνη νωρίτερα σε σχέση με τους καρπούς από δέντρα που δέχτηκαν αραίωμα μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα. Στους καρπούς που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα διαπιστώθηκε μεγαλύτερη ειδική δράση των ενζύμων PAL, CAD, PODs και Laccasses σε σχέση με τους καρπούς του όψιμου αραιώματος τις πρώτες ημέρες σκλήρυνσης του πυρήνα μέχρι και την η ημέρα μετά την άνθηση. Κατόπιν όμως, στους καρπούς στους οποίους εφαρμόστηκε όψιμο αραίωμα μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη ειδική δράση των ενζύμων άρα και μεγαλύτερη παραγωγή λιγνίνης όπως επισημάνθηκε παραπάνω. Το αυστηρό ή και πρώιμο αραίωμα των καρπών, πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα, είχε ως συνέπεια τη μικρότερη διάρκεια σκλήρυνσης του πυρήνα και μικρότερη συνολική παραγωγή λιγνίνης στους πυρήνες με συνέπεια η παραγόμενη λιγνίνη να μην έχει αρκετά ισχυρή δομή ώστε να αντέχει στην πίεση αύξησης του ενδοκαρπίου και ολόκληρου του καρπού. Στο δεύτερο μέρος της διδακτορικής μου διατριβής μελετήθηκε η επίδραση αναστολέων παραγωγής και δράσης του αιθυλενίου στη μετασυλλεκτική φυσιολογία και τις αντιοξειδωτικές ουσίες καρπών ροδακινιάς. Το μαλάκωμα της σάρκας των καρπών κατά τη διάρκεια της συντήρησής τους αντιμετωπίστηκε με την εφαρμογή του αναστολέα της δράσης του αιθυλενίου MCP ( Methylcyclopropene) σε αέρια ή υδατοδιαλυτή μορφή και του αναστολέα παραγωγής αιθυλενίου AVG (αμινο-εθοξύ-βινυλ-γλυκίνη) και εμπορικό σκεύασμα ReTain. Η ουσία εφαρμόστηκε μετασυλλεκτικά σε καρπούς των ποικιλιών Red Haven, Royal Glory, Caldesi 2, Maria Bianca και Everts. Κατόπιν οι καρποί συντηρήθηκαν στους ο C για,, 2, και 4 εβδομάδες και παρέμειναν μετά την ψύξη για ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου (2 ο C). Η εφαρμογή της ουσίας -MCP διατήρησε την ΑΣΠ των καρπών υψηλότερα κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο ψυγείο, καθώς και μετά την έξοδό τους και παραμονή σε θερμοκρασία δωματίου για 2- ημέρες. Στους καρπούς της μεταχείρισης με την ουσία AVG μετρήθηκε σημαντικά μικρότερη παραγωγή αιθυλενίου, ενώ στους καρπούς στους οποίους ανα- IV

9 Περίληψη στάλθηκε η δράση του αιθυλενίου με τη δράση της ουσίας -MCP, δε διέφερε από τους καρπούς του μάρτυρα στις περισσότερες ποικιλίες ή ήταν ελαφρώς χαμηλότερη. Η αναστολή της δράσης του αιθυλενίου αύξησε το εξωτερικό χρώμα των καρπών, ενώ παρατηρήθηκε και παραγωγή κόκκινου χρώματος στη σάρκα ό- λων των ποικιλιών, το οποίο επιβεβαιώθηκε από τις μετρήσεις του χρώματος αλλά και την αύξηση της συγκέντρωσης ανθοκυανών. Το αυξημένο κόκκινο χρώμα στη σάρκα των καρπών της μεταχείρισης με το -MCP πιθανό να οφείλεται στην έναρξη της εμφάνισης της φυσιολογικής ανωμαλίας του κοκκινίσματος της σάρκας (reddening) που διαπιστώνεται σε καρπούς ροδακινιάς μετά από παρατεταμένη ψύξη. Η περιεκτικότητα των καρπών σε αντιοξειδωτικές ουσίες αλλά και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών μετά από την αναστολή της δράσης του αιθυλενίου αυξήθηκε σημαντικά σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Η αναστολή της δράσης του αιθυλενίου, όχι μόνο παρατείνει την μετασυλλεκτική ζωή των καρπών και τη διάρκεια εμπορίας και διάθεσής τους, αλλά αυξάνει και τη διατροφική τους αξία καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητά τους σε αντιοξειδωτικές ουσίες, ζητούμενο από τους σύγχρονους καταναλωτές. V

10 Abstract Abstract In the first part of my PhD dissertation the problem of split pit, pit cracking and pit fragments in freestone and clingstone peaches was studied. To study the problem of pit fragments in clingstone peaches during the processing of cutting the fruit, the effect of cultivar, fruit size and stage of maturity at harvest on pit fragment formation were studied. Cultivar Andross was the most susceptible (maximum 2.27%), whereas the less susceptible proved to be Catherina (maximum.%). The percentage of fruits with pit fragments in large size fruits was significantly larger than in small size fruits, but the stage of fruit maturity did not affect pit fragment formation. In order to reduce the pit fragment formation in clingstone peaches, fruit thinning at different time and density and different time of summer pruning were applied. Light (one fruit /cm shoot length) and delayed (two weeks approximately after pit hardening) fruit thinning reduced pit fragment formation by 8.7 and 8.8% respectively, in comparison to heavy (2.%) and early fruit thinning (28.%). Also delayed summer pruning tended to reduce the percentage of pit fragment formation, but not all of the years applied. Cultivar June Gold (freestone peach cultivar) was chosen to study the problem of split pit and pit cracking, which is very proved to that. An attempt to reduce the split pit and pit cracking formation, fruit thinning at different time and density and different time of summer pruning were applied. Delayed fruit thinning, when applied two weeks approximately after pit hardening, resulted in 7% fruits with pit cracking, while when fruit thinning was applied early, approximately two weeks before pit hardening, the percentage of fruits with pit cracking was raised to 77%. Delayed fruit thinning was resulted in smaller and lighter fruits at harvest, but acceptable for the markets. Fruits from early thinned trees began to form lignin earlier than fruits from trees that fruit thinned after pit hardening. At early thinned fruits found increased specific activity of the enzymes PAL, CAD, PODs and Laccasses, in comparison to the late thinned fruits, from the beginning of pit hardening until days after fool bloom. After this date, at late thinned fruits found higher specific activity of these enzymes and higher lignin content. Heavy and/or early fruit thinning resulted in reduced duration of VI

11 Abstract pit hardening and reduced lignin content in peach pits which consists in reduced strong structure of lignin polymers and the whole endocarp. In the second part of my PhD dissertation the effect of ethylene biosynthesis and action inhibitors at postharvest physiology and antioxidant properties of peach fruits was studied. In order to reduce fruit softening during cold storage, the inhibitor of ethylene action MCP ( Methylcyclopropene) as gas or water soluble form and the inhibitor of ethylene biosynthesis AVG (aminoethoxyvinylglycine) were applied after harvest on fruits of cultivars Red Haven, Royal Glory, Caldesi 2, Maria Bianca and Everts. After treatments the fruits (treated and non treated) were stored at ο C for,, 2, and 4 weeks and then held at days at room temperature (2 ο C). Both forms of -MCP delayed fruit softening to a greater extent than AVG and control fruits during cold storage and 2- days at 2 ο C. Application of AVG resulted in significantly decreased ethylene production, while there were no differences between -MCP treated and control fruits. The inhibition of ethylene action resulted in increased coloration of the fruits, and increased red color was found in the flesh of fruits of all of the cultivars, which was confirmed by color measurements and increased anthocyanin content. Increased red color in the flesh of -MCP treated fruits probably means the start of the physiological disorder reddening, which is found in peaches after long cold storage. The inhibition of ethylene action resulted in increased antioxidant compound content and antioxidant activity in relation to non treated fruits. The inhibition of ethylene action not only extends postharvest storage and commercial life of peach fruits, but can also increase the nutritional value of the fruits, which is demanded by from the consumers. VII

12 Περιεχόμενα ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ I III VI ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Α ΜΕΡΟΣ 6 ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΡΟΔΑΚΙΝΙΑΣ 6. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 7. Η ΡΟΔΑΚΙΝΙΑ (PRUNUS PERSICA L. BATSCH). 7.2 Ο ΚΑΡΠΟΣ ΤΗΣ ΡΟΔΑΚΙΝΙΑΣ ΑΥΞΗΣΗ- ΑΝΑΠΤΥΞΗ 7. ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΕΝΔΟΚΑΡΠΙΟΥ - ΠΥΡΗΝΑ ΤΗΣ ΡΟΔΑΚΙΝΙΑΣ 8.4 ΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ 9. Η ΛΙΓΝΙΝΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ.6 Η ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΗ ΟΔΟΣ ΤΟΥ ΣΙΚΙΜΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ.6.2 Η ΑΜΜΩΝΙΑΚΗ ΛΥΑΣΗ ΤΗΣ ΦΑΙΝΥΛΑΛΑΝΙΝΗΣ (PAL, EC 4...) 6.6. Η ΑΦΥΔΡΟΓΟΝΑΣΗ ΤΗΣ ΚΙΝΝΑΜΥΛΙΚΗΣ ΑΛΚΟΟΛΗΣ (CAD, EC...9) ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ 8.6. ΟΙ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΑΣΕΣ (POD, EC...7.) ΟΙ ΛΑΚΚΑΣΕΣ (EC...2.) 22.7 ΜΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΤΟ ΣΧΙΣΙΜΟ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ (SPLIT PIT) ΤΟ ΣΠΑΣΙΜΟ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ (PIT CRACKING) 2.7. ΤΑ ΘΡΑΥΣΜΑΤΑ ΠΥΡΗΝΑ (PIT FRAGMENTS) ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙΔΡΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΙΣΙΜΟ ΚΑΙ ΤΟ ΣΠΑΣΙΜΟ ΤΩΝ ΠΥΡΗΝΩΝ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ 26

13 Περιεχόμενα 2.2. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΡΠΟΔΕΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΝΤΑΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΤΙΚΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΕΝΤΑΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΩΝ ΣΠΑΣΜΕΝΩΝ ΠΥΡΗΝΩΝ ΣΕ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΝΖΥΜΩΝ ΤΗΣ ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΗΣ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ ΔΟΚΙΜΗ ΤΗΣ ΑΜΜΩΝΙΑΚΗΣ ΛΥΑΣΗ ΤΗΣ ΦΑΙΝΥΛΑΛΑΝΙΝΗΣ (PHENYLALANINE AMMONIA LYASE, PAL) ΔΟΚΙΜΗ ΤΗΣ ΑΦΥΔΡΟΓΟΝΑΣΗΣ ΤΗΣ ΚΙΝΝΑΜΙΛΙΚΗΣ ΑΛΚΟΟΛΗΣ (CINNAMYL ALCOHOL DEHYDROGENASE, CAD) ΔΟΚΙΜΗ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΑΣΩΝ (PODS) ΚΑΙ ΛΑΚΚΑΣΩΝ (LACCASE, ΟΞΥΔΟΑΝΑΓΩΓΑΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑ-ΔΙΦΑΙΝΟΛΗΣ) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΛΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ 2. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ - ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ.. ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ.2. ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΡΠΟΔΕΣΗΣ 4.. ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΘΡΑΥΣΜΑΤΩΝ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΤΙΚΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ 4 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ - ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ 4.. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΣΕ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ 4.2. ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΩΝ ΣΠΑΣΜΕΝΩΝ ΠΥΡΗΝΩΝ ΣΕ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ 4.. ΠΟΣΟΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΝΖΥΜΩΝ ΤΗΣ ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΗΣ ΤΗΣ ΛΙΓΝΙΝΗΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 68 Β ΜΕΡΟΣ 69 2

14 Περιεχόμενα ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ή ΔΡΑΣΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ 69. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 7. Η ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ ΟΙ ΠΗΚΤΙΝΕΣ ΤΟ ΕΝΖΥΜΟ ΠΗΚΤΙΝΟΜΕΘΥΛΕΣΤΕΡΑΣΗ (PME, E.C....) ΤΟ ΕΝΖΥΜΟ ΠΟΛΥΓΑΛΑΚΤΟΥΡΟΝΑΣΗ (PG, ENDO-PG, E.C..2.., EXO-PG, E.C ) 77.. ΕΝΕΡΓΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΕΝΖΥΜΙΚΟΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ 8.4. ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΤΑ ΚΑΡΟΤΕΝΟΕΙΔΗ ΤΟ ΑΣΚΟΡΒΙΚΟ ΟΞΥ (ΒΙΤΑΜΙΝΗ C) ΟΙ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΕΣ ΑΝΘΟΚΥΑΝΙΝΕΣ 88.. ΟΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΑ ΡΟΔΑΚΙΝΑ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ 9.7. ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ 9 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΦΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ CO ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΣΑΡΚΑΣ (Α.Σ.Π.) ΔΙΑΛΥΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΓΚΟΜΕΤΡΟΥΜΕΝΗ ΟΞΥΤΗΤΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΑΝΘΟΚΥΑΝΕΣ ΚΑΡΟΤΕΝΟΕΙΔΗ 99

15 Περιεχόμενα ΕΚΧΥΛΙΣΗ ΥΔΑΤΟΔΙΑΛΥΤΩΝ ΦΑΙΝΟΛΩΝ ΚΑΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΠΟΣΟΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΑΙΝΟΛΩΝ ΠΟΣΟΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΛΑΒΟΝΟΕΙΔΩΝ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ - ΔΟΚΙΜΗ FRAP (FERRIC REDUCING / ANTIOXIDANT POWER) ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΗΣ ΡΙΖΑΣ DPPH 2.7. ΔΟΚΙΜΕΣ ΠΗΚΤΙΝΟΛΥΤΙΚΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ ΔΟΚΙΜΗ ΠΟΛΥΓΑΛΑΚΤΟΥΡΟΝΑΣΗΣ (EXO-PG) ΔΟΚΙΜΗ ΠΗΚΤΙΝΟΜΕΘΥΛΕΣΤΕΡΑΣΗΣ (PME) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΛΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΟΥΣΙΑΣ MCP ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΔΥΟ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΡΟΔΑΚΙΝΙΑΣ (MF NMF) 4... ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΑΡΚΑΣ ΣΤΗΝ ΠΙΕΣΗ (ΑΣΠ) ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΧΡΩΜΑ ΔΙΑΛΥΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΛΙΚΗ ΟΞΥΤΗΤΑ ΧΡΩΣΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΣΥΝΟΛΙΚΕΣ ΦΑΙΝΟΛΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ..2. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΟΥΣΙΑΣ MCP ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ EVERTS ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΑΡΚΑΣ ΣΤΗΝ ΠΙΕΣΗ (ΑΣΠ) ΔΙΑΛΥΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΛΙΚΗ ΟΞΥΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΚΟΚΚΙΝΟΣ ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΟΥΣΙΑΣ MCP ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΔΥΟ ΛΕΥΚΟΣΑΡΚΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ 2... ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΑΡΚΑΣ ΣΤΗΝ ΠΙΕΣΗ (ΑΣΠ) 2 4

16 Περιεχόμενα..2. ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΧΡΩΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ...4. ΔΙΑΛΥΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΛΙΚΗ ΟΞΥΤΗΤΑ ΧΡΩΣΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΣΥΝΟΛΙΚΕΣ ΦΑΙΝΟΛΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΥΟ ΜΟΡΦΩΝ ΤΗΣ ΟΥΣΙΑΣ MCP ΚΑΙ ΤΗΣ ΟΥΣΙΑΣ AVG ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΕ ΚΑΡΠΟΥΣ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ RED HAVEN ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΑΡΚΑΣ ΣΤΗΝ ΠΙΕΣΗ (ΑΣΠ) ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΧΡΩΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΔΙΑΛΥΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΛΙΚΗ ΟΞΥΤΗΤΑ..4.. ΧΡΩΣΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΣΥΝΟΛΙΚΕΣ ΦΑΙΝΟΛΕΣ ΚΑΙ ΦΛΑΒΟΝΟΕΙΔΗ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΦΛΟΙΟ ΚΑΙ ΤΗ ΣΑΡΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΔΟΚΙΜΕΣ ΠΗΚΤΙΝΟΛΥΤΙΚΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 69 ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 7 ΕΛΛΗΝΟΓΛΩΣΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 88

17 Α ΜΕΡΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕ- ΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΡΟΔΑΚΙΝΙΑΣ

18 Εισαγωγή. Εισαγωγή. Η Ροδακινιά (Prunus persica L. Batsch). Η ροδακινιά (Prunus persica L. Batsch) είναι είδος της οικογένειας των Ροδανθών (Rosaceae) και είναι μια από τις σημαντικότερες καλλιέργειες της χώρας μας μετά από εκείνη της ελιάς και των εσπεριδοειδών. Η καλλιεργούμενη έκταση ξεπερνά τα. στρέμματα και η συνολική ετήσια παραγωγή ανέρχεται περί τους.. τόνους. Ο κύριος όγκος παραγωγής αποτελείται από τα βιομηχανικά ή συμπήρυνα ροδάκινα (περίπου 6%) και ακολουθούν οι επιτραπέζιες ποικιλίες ροδακινιάς (2%) και νεκταρινιάς (%)..2 Ο καρπός της ροδακινιάς Αύξηση- Ανάπτυξη Ο καρπός της ροδακινιάς είναι δρύπη, σχήματος συνήθως σφαιρικού (Εικόνα ). Αποτελείται από το εξωκάρπιο (φλοιός), το μεσοκάρπιο (σάρκα) το οποίο αποτελεί το εδώδιμο μέρος του καρπού και το ενδοκάρπιο (πυρήνας) το οποίο είναι το σκληρό περίβλημα που περικλείει το σπέρμα. Εικόνα. Καρπός ροδακινιάς Δρύπη Η ανάπτυξη του καρπού της ροδακινιάς πραγματοποιείται σε τρία χαρακτηριστικά στάδια και ακολουθεί διπλή σιγμοειδή καμπύλη. Κατά το πρώτο στάδιο παρατηρείται ταχεία αύξηση του καρπού, κατά το δεύτερο στάδιο σχεδόν σταματά η αύξηση του μεγέθους και πραγματοποιείται η σκλήρυνση του πυρήνα (ενδοκάρπιο) και κατά το τρίτο στάδιο παρατηρείται ταχεία αύξηση του μεγέ- 7

19 Εισαγωγή θους και του βάρους του καρπού. Τα τρία αυτά στάδια είναι περισσότερο εμφανή και διακριτά στις όψιμες ποικιλίες ροδακινιάς παρά στις πρώιμες (Σχήμα ). Σχήμα. Διπλή σιγμοειδής καμπύλη αύξησης του καρπού της ροδακινιάς.. Ανάπτυξη του ενδοκαρπίου - πυρήνα της ροδακινιάς Το ενδοκάρπιο ή πυρήνας του καρπού της ροδακινιάς αποτελείται από σκληρά, ξυλοποιημένα κύτταρα, τα οποία συνδέονται ισχυρά μεταξύ τους αφήνοντας πολύ μικρούς μεσοκυττάριους χώρους (Ragland, 94). Η αύξηση και ανάπτυξη του πυρήνα της ροδακινιάς ξεκινά με τον σχηματισμό του καρπού μετά τη γονιμοποίηση του άνθους και ολοκληρώνεται στο τέλος του δεύτερου σταδίου αύξησης του καρπού. Διακρίνονται τέσσερα στάδια: α) αύξηση μεγέθους λόγω κυτταρικών διαιρέσεων, β) αύξηση μεγέθους διόγκωση των κυττάρων, γ) σχηματισμός δευτερογενούς κυτταρικού τοιχώματος και δ) σχηματισμός και εναπόθεση της λιγνίνης (Ryugo, 964). Η σκλήρυνση του πυρήνα πραγματοποιείται στα δύο τελευταία στάδια ανάπτυξής του και λαμβάνει χώρα αφού τα κύτταρα του ενδοκαρπίου έχουν φθάσει στο τελικό τους μέγεθος. Μετά την ολοκλήρωση του τελικού μεγέθους του πυρήνα, περίπου το 9% της ξηρής ουσίας του βρίσκεται σε αδιάλυτη στην αλκοόλη μορφή (Ryugo, 962). Ήδη από το 94 έχει αναφερθεί ότι ο πυρήνας, εκτός από -2 αγγειώδης δεσμίδες οι οποίες βρίσκονται στις εγκολπώσεις και τις ραβδώσεις του πυρήνα, αποτελείται αποκλειστικά από σκληρεγχυματικές ίνες, κύριο συστατικό των οποίων είναι η λιγνίνη (Ragland, 94). 8

20 Εισαγωγή.4 Το δευτερογενές κυτταρικό τοίχωμα Αφού σταματήσει η αύξηση του κυττάρου, ορισμένα κύτταρα συνεχίζουν να συνθέτουν νέο κυτταρικό τοίχωμα, γνωστό ως δευτερογενές τοίχωμα. Τα δευτερογενή τοιχώματα είναι συχνά αρκετά παχιά, όπως στις τραχεΐδες, σκληρεγχυματικές ίνες και άλλα κύτταρα που λειτουργούν στη μηχανική υποστήριξη των φυτών (Εικόνα 2). Τέτοια τοιχώματα είναι συχνά πολύστρωμα και διαφέρουν στη δομή και τη σύσταση από το πρωτογενές τοίχωμα (π.χ. τα δευτερογενή τοιχώματα του ξύλου περιέχουν ξυλάνες και όχι ξυλογλυκάνες, καθώς επίσης έχουν μεγαλύτερη αναλογία σε κυτταρίνη). Σε ότι αφορά στον προσανατολισμό των μικροϊνιδίων κυτταρίνης αυτά διατάσσονται περισσότερο παράλληλα μεταξύ τους στα δευτερογενή τοιχώματα παρότι στα πρωτογενή, όπου συνδέονται μεταξύ τους σε ένα συνεκτικό δίκτυο (δικτυωτό). Εικόνα 2: Οργάνωση των μικροϊνιδίων κυτταρίνης και τα τρία στρώματα (S, S 2, S ) του δευτερογενούς τοιχώματος. 9

21 Εισαγωγή. Η λιγνίνη του κυτταρικού τοιχώματος Η λιγνίνη, μετά την κυτταρίνη, είναι η πιο άφθονη οργανική ουσία στα φυτά. Είναι ένα έντονα διακλαδισμένο πολυμερές της ομάδας των φαινυλοπροπανοειδών, με πρωτογενή και δευτερογενή ρόλο (Εικόνα ). OR Εικόνα : Βασικός σκελετός φαινυλοπροπανοειδών Η ακριβής χημική σύσταση της λιγνίνης δεν είναι γνωστή, γιατί είναι πολύ δύσκολο να εκχυλιστεί από τα φυτά, όπου είναι συνδεδεμένη με ομοιοπολικούς δεσμούς με την κυτταρίνη και άλλους πολυσακχαρίτες του κυτταρικού τοιχώματος (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Λιγνίνη συνδεδεμένη με ομοιοπολικούς δεσμούς με την κυτταρίνη και άλλους πολυσακχαρίτες του κυτταρικού τοιχώματος Η λιγνίνη σχηματίζεται από τρείς κυκλικές αλκοόλες: την κωνιφερυλική, την κουμαρυλική και τη σιναπυλική αλκοόλη (Εικόνα ), γνωστές ως μονολιγνόλες, οι οποίες συντίθενται από το αμινοξύ φαινυλαλανίνη διαμέσου διαφόρων παραγώγων του κινναμωμικού οξέος. Κάθε μονολιγνόλη μπορεί να ενωθεί με διάφορους δεσμούς με άλλες μονολιγνόλες, σχηματίζοντας με αυτόν τον τρόπο τα πολυμερή της λιγνίνης. Επίσης οι μονολιγνόλες μπορούν να ενωθούν και με άλλα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος, όπως πρωτεΐνες και σταυρο-

22 Εισαγωγή συνδεδεμένοι πολυσακχαρίτες, σχηματίζοντας ένα πολύπλοκο τρισδιάστατο δίκτυο (Whetten et al., 998) Κωνιφερυλική αλκοόλη Κουμαρυλική αλκοόλη Σιναπυλική αλκοόλη Εικόνα : Οι τρεις κυκλικές αλκοόλες, γνωστές ως μονολιγνόλες, δομικά στοιχεία της λιγνίνης. Με κόκκινο χρώμα οι θέσεις διαμέσου των οποίων τα μονομερή συνδέονται μεταξύ τους. Στην πολυπλοκότητα του μορίου της λιγνίνης συντελεί και το γεγονός ότι η αναλογία των τριών μονομερών αλκοολών, που συμβάλλουν στη βιοσύνθεση της λιγνίνης, ποικίλει ανάμεσα στα φυτικά είδη, τα φυτικά όργανα ακόμα και στα στρώματα ενός μεμονωμένου κυτταρικού τοιχώματος (Lewis and Yamamoto, 99). Η τυπική σύσταση της λιγνίνης στα αγγειόσπερμα αποτελείται από μονάδες που προέρχονται από την κωνιφερυλική, τη σιναπυλική και την κουμαρυλική αλκοόλη σε αναλογία :7:7, ενώ η λιγνίνη των γυμνόσπερμων περιέχει πολύ λιγότερες μονάδες σιναπυλικής αλκοόλης.

23 Εισαγωγή Αρχικά είχε θεωρηθεί ότι η λιγνίνη είναι ένα άμορφο πολυμερές, με ανοργάνωτη δομή. Μετέπειτα όμως αρκετές έρευνες διαπιστώνουν ότι η λιγνίνη σχηματίζεται με μία καλά οργανωμένη δομή (Whetten et al., 996, Radotic et al., 2). Οι Houtman και Atalla (99) αναφέρουν ότι το πλέγμα της κυτταρίνης αντιδρά με τις μονολιγνόλες και αποτελεί το εκμαγείο σύμφωνα με το οποίο εναποτίθεται η λιγνίνη στο κυτταρικό τοίχωμα. Επίσης απομονώθηκε μία πρωτεΐνη, χωρίς οξειδωτική ικανότητα, η οποία προσδένει την κωνιφερυλική αλκοόλη με ακριβή προσανατολισμό (Davin et al., 997), συμπεραίνοντας ότι τέτοιου είδους πρωτεΐνες καθοδηγούν τον πολυμερισμό και κατά συνέπεια τη δομή της λιγνίνης..6 Η βιοσύνθεση της λιγνίνης Η βιοσύνθεση της λιγνίνης αλλά και όλων των φαινυλοπροπανοειδών ξεκινά από την μεταβολική οδό των φωσφορικών πεντοζών, του σικιμικού οξέος και συνεχίζεται με τη μεταβολική οδό των φαινυλοπροπανοειδών. Διαμέσου αυτών των οδών παράγονται πολυάριθμες ενώσεις, με διαφορετικό αριθμό ατόμων άνθρακα και διαφορετικές λειτουργίες όπως δομικός ρόλος, χρωματισμός, αμυντικός μηχανισμός και μεταφορά σημάτων μέσα στο φυτό (Douglas, 996) (Εικόνα 7). 2

24 Εισαγωγή Αριθμός ατόμων άνθρακα Τύπος βασικού ανθρακικού σκελετού Κατηγορία ενώσεων Χαρακτηριστικοί εκπρόσωποι 6 C 6 Απλές φαινόλες Υδροκινόνη, κατεχόλη 7 C 6 C Παράγωγα υδροξυβενζοϊκού 4-Υδροξυβενζοϊκό 8 C 6 C 2 Ακετοφαινόνες Παράγωγα οξικού φαινυλίου 9 C 6 C Παράγωγα υδροξυκινναμικού φαινυλοπροπανίου Κουμαρίνες 4-Υδρόξυακετοφαινόνη 4-Υδρόξυφαινυλοξικό Καφεϊκό Ευγενόλη Εσκουλετίνη C 6 C 4 Ναφθοκινόνες Γιουγκλόνη C 6 C C 6 Ξανθόνες Μαντζιφερίνη 4 C 6 C 2 C 6 Στιλβένια, Ανθρακινόνες Εμοτίνη, Ρεσβερατρόλη C 6 C C 6 Φλαβονοειδή Κερκετίνη 8 (C 6 C ) 2 Λιγνάνες Πινορεσινόλη (C 6 C C 6 ) 2 Διφλαβονοειδή Αμεντοφλαβόνη n (C 6 ) n Μελανίνες της κατεχόλης Πολυμερή του ναφθαλινίου n (C 6 C ) n :Glc Υδρολυόμενες ταννίνες Γαλλοταννίνες n (C 6 C ) n Λιγνίνες Πολυμερή της κωνιφερυλικής, τη σιναπυλικής και της κουμαρυλικής αλκοόλης n (C 6 C C 6 ) n Συμπυκνωμένες ταννίνες Πολυμερή της κατεχίνης Εικόνα 7: Οι κυριότερες υποομάδες των φαινολικών ουσιών.6.. Μεταβολική οδός του σικιμικού οξέος Η διαδικασία παραγωγής της λιγνίνης, αλλά και όλων των φαινολικών ουσιών, ξεκινά από την μεταβολική οδό των φωσφορικών πεντοζών, μια παρέκκλιση της γλυκόλυσης. Αρχικό υπόστρωμα είναι η 6-φωσφορική γλυκόζη, η οποία, εν μέρει ακολουθεί την πορεία της γλυκόλυσης και μετατρέπεται σε φωσφοενολοπυροσταφυλικό οξύ, και παράλληλα παρεκκλίνει προς 6- φωσφογλυκονικό οξύ (Εικόνα 8). Αυτό αποκαρβοξυλιώνεται οξειδωτικά προς - φωσφοριβουλόζη, που είναι μια πεντόζη. Η -φωσφοριβουλόζη, είτε διασπάται

25 Εισαγωγή σε 6-φωσφοφρουκτόζη και -φωσφογλυκεριναλδεΰδη, οι οποίες επανακάμπτουν τελικά στη διαδικασία της γλυκόλυσης, είτε μετατρέπεται σε ερυθρόζη. Η βιοσύνθεση του σικιμικού οξέος ξεκινά με τη συμπύκνωση δύο βασικών φωσφορυλιωμένων πρωτογενών μεταβολιτών, του φωσφοενολοπυροσταφυλικού οξέος και της ερυθρόζης (Εικόνα 8), το σχηματισμό του χορισμικού οξέος, ως ενδιάμεσο προϊόν, και τελικό προϊόν το αμινοξύ φαινυλαλανίνη. Η συγκεκριμένη διαδικασία λαμβάνει χώρα στο κυτταροδιάλυμα. Προφανώς θα πρέπει να υπάρχει κάποια ρύθμιση, ώστε οι δύο πορείες που μοιράζονται τα δύο υποστρώματα (γλυκόλυση και οδός των φωσφοπεντοζών) να ρυθμίζονται ανάλογα, δηλαδή τα κύτταρα έχουν τη δυνατότητα να δίνουν προτεραιότητα στην μία ή στην άλλη πορεία, ανάλογα με τις ανάγκες τους. Η βιοσυνθετική οδός του σικιμικού οξέος απαντά στα φυτά, μύκητες και βακτήρια, αλλά όχι στα ζώα. Τα ζώα δεν διαθέτουν τον απαραίτητο μηχανισμό σύνθεσης των τριών αρωματικών αμινοξέων (φαινυλαλανίνη, τρυπτοφάνη, τυροσίνη), αλλά πρέπει να τα προσλάβουν δια μέσου της τροφής τους. 4

26 Εισαγωγή Γλυκόλυση Γλυκόζη Οδός των φωσφοπεντοζών 6-Φωσφορική γλυκόζη 6-Φωσφογλυκονικό οξύ 6-Φωσφορική φρουκτόζη -φωσφοριβουλόζη -Φωσφορική γλυκεριναλδεύδη Φωσφοενολοπυροσταφυλικό οξύ Ερυθρόζη Χορισμικό οξύ Πυροσταφυλικό οξύ Οδός σικιμικού οξέος ΦΑΙΝΥΛΑΛΑΝΙΝΗ Οδός των φαινυλοπροπανοειδών Φαινολικές ουσίες Εικόνα 8: Η μεταβολική οδός της γλυκόλυσης, των φωσφοπεντοζών, η οδός του σικιμικού οξέος και η οδός των φαινυλοπροπανοειδών.

27 Εισαγωγή.6.2 Η αμμωνιακή λυάση της φαινυλαλανίνης (PAL, EC 4...) Η πιο άφθονη κλάση των δευτερογενών φαινολικών ουσιών στα φυτά προέρχεται από τη φαινυλαλανίνη διαμέσου της απόσπασης ενός μορίου αμμωνίας για να σχηματιστεί το cis-κινναμωμικό οξύ (Εικόνα 9). Αυτή η αντίδραση καταλύεται από το ένζυμο αμμωνιακή λυάση της φαινυλαλανίνης (phenylalanine ammonia lyase, PAL), πιθανόν το πιο μελετημένο ένζυμο στο δευτερογενή φυτικό μεταβολισμό (Jones, 984, Whetten and Sederoff, 99). Εικόνα 9: Η αντίδραση απαμίνωσης της φαινυλαλανίνης με τη δράση του ενζύμου PAL. Η PAL είναι ένα φωτοελεγχόμενο και φωτοεπαγώμενο ένζυμο, το οποίο καταλύει το αρχικό στάδιο στη διαδικασία παραγωγής των φαινυλοπροπανοειδών και θεωρείται ότι ρυθμίζει και ελέγχει τη βιοσύνθεσης αυτών, συμπεριλαμβανομένης και της λιγνίνης (Camm and Towers, 97). Βασικός αναστολέας της δράσης της PAL είναι το προϊόν της δράσης της PAL, το κινναμωμικό οξύ. Έρευνες με αρκετά διαφορετικά είδη φυτών αναφέρουν ότι η δραστηριότητα της PAL αυξάνει από περιβαλλοντικούς παράγοντες, χαμηλά επίπεδα θρεπτικών ουσιών, την έντονη ηλιακή ακτινοβολία (διαμέσου της δράσεως του επί του φυτοχρώματος) και την προσβολή από φυτοπαθογόνα (Hahlbrock and Scheel, 989). Η ρύθμιση της δραστηριότητας της PAL στα φυτά καθίσταται αρκετά περίπλοκη εξαιτίας της ύπαρξης πολλαπλών γονιδίων που την κωδικοποιούν, μερικά από τα οποία εκφράζονται μόνο σε ειδικούς ιστούς ή κάτω από ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες (Logemann et al.,99). Γενετικώς τροποποιημένα φυτά στα οποία η δράση της PAL ήταν 2-2 % μικρότερη εμφάνισαν και σημαντικά μικρότερη ποσότητα λιγνίνης (Bate et al., 994), ενώ μείωση 7-2% της δράσης της PAL σε φυτά καπνού είχε ως αποτέλεσμα -7% μειωμένη περιεκτικότητα σε λιγνίνη (Sewalt et al., 997). 6

28 Εισαγωγή Από τη δράση της PAL και την παραγωγή του κινναμωμικού οξέος ξεκινά μια δαιδαλώδης διαδικασία για την παραγωγή της λιγνίνης με πολλά ενδιάμεσα προϊόντα και τη δράση διαφόρων ενζύμων (Εικόνα ). Τελικό προϊόν αυτής της διαδικασίας είναι η κωνιφερυλική, η συναπυλική και η κουμαρυλική αλκοόλη, οι οποίες αποτελούν τις δομικές μονάδες σύνθεσης της λιγνίνης. Εικόνα : Βιοσύνθεση των μονολιγνολών από το αμινοξύ φαινυλαλανίνη. 7

29 Εισαγωγή.6. Η αφυδρογονάση της κινναμυλικής αλκοόλης (CAD, EC...9) Το τελευταίο στάδιο της βιοσύνθεσης των μονολιγνολών είναι η αναγωγή των υδροξυκινναμυλικών αλδεϋδών σε αλκοόλες με τη δράση του ενζύμου α- φυδρογονάση της κινναμυλικής αλκοόλης (cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD, EC...9). Η CAD είναι μία NADP(H) εξαρτώμενη αφυδρογονάση η οποία καταλύει την αντιστρεπτή μετατροπή των υδροξυκιναμυλικών αλδεϋδών σε αλκοόλες ή μονολιγνόλες (Mansel et al., 974, Boudet et al., 99, Roth et al., 997) (Εικόνα ). Κινναμυλικές αλδεΰδες + NADPH+H + Μονολιγνόλες + NADP + Εικόνα : Η αναγωγή των υδροξυκιναμυλικών αλδεϋδών σε αλκοόλες με τη δράση του ενζύμου CAD. Η CAD θεωρείται ότι αποτελεί δείκτη της βιοσύνθεσης της λιγνίνης λόγω του ειδικού της ρόλου στο τέλος της βιοσυνθετικής οδού των μονομερών της λιγνίνης (Walter et al., 988). Ωστόσο, δράση της CAD έχει εντοπιστεί και σε κύτταρα που δεν παράγουν λιγνίνη. Η CAD επιπλέον βρέθηκε ότι ενεργοποιείται σε συνθήκες καταπόνησης, όπως προσβολή από παθογόνα και τραυματισμό (Whetten and Sederoff, 99). Ισομορφές της CAD, με διαφορετική συγγένεια του ενζύμου με τα διάφορα υποστρώματα, έχουν εντοπιστεί σε διάφορα φυτικά είδη, με σημαντικό ρόλο στον έλεγχο της σύνθεσης της λιγνίνης (Kutsuki et al., 982). Η CAD που εντοπίζεται στα γυμνόσπερμα προτιμά ως υπόστρωμα την κωνιφερυλική αλδεΰδη, ενώ η CAD στα αγγειόσπερμα έχει ισόρροπη δράση στην κωνιφερυλική και τη συναπυλική αλδεΰδη (Gross, 98)..6.4 Πολυμερισμός των μονάδων της λιγνίνης Οι τρεις αλκοόλες, που αποτελούν τις βασικές μονάδες της λιγνίνης, είναι σχετικά τοξικές, μη σταθερές ενώσεις οι οποίες δεν συσσωρεύονται σε μεγάλες συγκεντρώσεις μέσα στα φυτικά κύτταρα (Whetten and Sederoff, 99). Μετά το σχηματισμό τους ακολουθεί η γλυκοσυλίωσή τους, διαδικασία η οποία τις καθι- 8

30 Εισαγωγή στά πιο σταθερές, πιο υδατοδιαλυτές, μη τοξικές ενώσεις. Οι γλυκοσυλιωμένες αυτές μορφές πιθανόν να αποτελούν και τις αποθηκευτικές και μεταφορικές μορφές των μονολιγνολών με τις οποίες μετακινούνται και εξέρχονται από το κύτταρο. Εικόνα 2: Δομή των τριών μονολιγνονών μετά τον ενζυμικό πολυμερισμό τους. Οι θέσεις 2 και 6 στον αρωματικό δακτύλιο είναι μη ενεργές στον πολυμερισμό. Οι θέσεις και, το υδροξύλιο στη θέση 4 και η ανθρακική αλυσίδα στη θέση είναι τα πιθανά σημεία στα οποία προσδένονται οι μονολιγνόνες μεταξύ τους. Η ομάδα R στη θέση 4-Ο στα μονομερή της λιγνίνης μπορεί να είναι είτε Η, είτε άλλο πολυμερές του κυτταρικού τοιχώματος συνδεδεμένο με εστερικό ή άλλο δεσμό (Whetten and Sederoff, 99). Η ενζυμική σύνθεση της λιγνίνης πραγματοποιείται με την οξείδωση των μονολιγνολών και τη δημιουργία ενεργών θέσεων με ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο (Εικόνα 2). Στις θέσεις αυτές συνδέονται οι μονολιγνόλες μεταξύ τους σχηματίζοντας το πολυμερές της λιγνίνης, ένα δαιδαλώδες πολυμερές αποτελούμενο από πολυάριθμα μονομερή συνδεδεμένα μεταξύ τους (Εικόνα ). 9

31 Εισαγωγή Εικόνα : Μερική δομή ενός υποθετικού μορίου λιγνίνης αγγειοσπέρμων. Η διαδικασία του πολυμερισμού και σχηματισμού της λιγνίνης ελέγχεται από τη δράση δύο ειδών ενζύμων, των υπεροξειδασών και των λακκασών (Freudenberg and Nelsh, 968, O Malley et al, 99). Οι λακκάσες (EC...2.), οι οποίες είναι οξυγονο-εξαρτώμενες οξειδάσες που περιέχουν τέσσερα άτομα χαλκού και οι υπεροξειδάσες, οι οποίες είναι αιμοπρωτεΐνες, εξαρτώμενες από το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2 ), είναι δύο ένζυμα ικανά να οξειδώσουν της μονολιγνίνες in vitro (Εικόνα ). 2

32 Εισαγωγή Εικόνα : Οξείδωση των μονιλιγνολών με τη δράση των υπεροξειδασών και των λακκασών και σχηματισμός των οξειδωμένων παραγώγων τους τα οποία ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας το πολυμερές της λιγνίνης σύμφωνα με τους Richardson and McDougall (998). Το H 2 O 2 αποτελεί απαραίτητο παράγοντα για τον πολυμερισμό των μονολιγνολών και το σχηματισμό της λιγνίνης. Παράγεται με τη διάσπαση των πολυαμινών (Cona et al, 26), ενώ η συγκέντρωσή του ελέγχεται από τη δράση των υπεροξειδασών..6. Οι υπεροξειδάσες (POD, EC...7.) Οι υπεροξειδάσες (PODs) των φυτών απαντούν από μεγάλο αριθμό ισομορφών, τα οποία διαφέρουν μεταξύ τους σε περισσότερο από % στην αλληλουχία των αμινοξέων, βρίσκονται κυρίως στα κυτταρικά τοιχώματα και μπορούν να οξειδώσουν καταλυτικά διάφορες οργανικές ενώσεις, χρησιμοποιώντας το υπεροξείδιο του υδρογόνου ως δέκτη ηλεκτρονίων. Οι PODs εμπλέκονται σε πολλές μεταβολικές οδούς όπως ο καταβολισμός της αυξίνης (Gazaryan et al., 996), η άμυνα σε παθογόνα (Wu et al, 997), η οξείδωση των φαινολών (Lagrimini, 99), η χωροθέτηση των πρωτεϊνών του κυτταρικού τοιχώματος (Schnabelrauch et al. 996) και ο σχηματισμός της λιγνίνης (Whetten et al., 998). Ανάλογα με το ισοηλεκτρικό τους σημείο, οι PODs ταξινομούνται σε κατιονικές και ανιονικές ισομορφές. Αρκετές έρευνες αναφέρουν ότι και οι ανιονικές 2

33 Εισαγωγή και οι κατιονικές PODs εμπλέκονται στον πολυμερισμό της λιγνίνης (Quiroga et al., 2), ενώ στο σχηματισμό της λιγνίνης στον πυρήνα του ροδάκινου έχει αναφερθεί μόνο η παρουσία κατιονικών PODs (Abeles and Biles, 99, Alba et al., 99)..6.6 Οι λακκασες (EC...2.) Οι λακκάσες (οξυδοαναγωγάση της παρα-διφαινόλης, EC...2.) καταλύουν την οξείδωση των φαινολών χρησιμοποιώντας το οξυγόνο ως δέκτη ηλεκτρονίων (O Malley et al., 99). Από την πρώτη αναφορά (Freudenberg, 99) δράσης της λακκάσης σε ιστούς που παράγεται λιγνίνη, έχουν ακολουθήσει πολυάριθμες αναφορές που σχετίζουν την παρουσία του ενζύμου με τη βιοσύνθεση της λιγνίνης. Οι Mayer and Harel (968) και οι Lehman et al. (974) αναφέρουν την παρουσία κατιονικών μορφών της λακκάσης σε καρπούς ροδακινιάς, χωρίς όμως να προσδιορίσουν τον ρόλο τους. Οι Alba et al. (996, 2) εντόπισαν την παρουσία και δράση της λακκάσης ως οξειδάσης στον πυρήνα των καρπών ροδακινιάς κατά τη διάρκεια σύνθεσης της λιγνίνης..7 Μη φυσιολογική ανάπτυξη του πυρήνα Η ποιότητα των καρπών ροδακινιάς και των παραγόμενων απ αυτά βιομηχανικών προϊόντων εξαρτάται από πολλές παραμέτρους. Σημαντικό ρόλο στο τελικό προϊόν (νωπό ή μεταποιημένο) διαδραματίζει και η κατάσταση του πυρήνα του καρπού. Τυχόν ατέλειες στην ανάπτυξη και την εμφάνιση του πυρήνα κατηγοριοποιούνται σε τρεις ομάδες: α) Το σχίσιμο του πυρήνα (split pit), β) οι σπασμένοι πυρήνες (pit cracking) και γ) τα θραύσματα του πυρήνα (pit fragments)..7. Το σχίσιμο του πυρήνα (split pit) Το σχίσιμο του πυρήνα (split pit) είναι το φαινόμενο όπου ο πυρήνας χωρίζεται στη μέση, σχίζεται κατά μήκος της ραφής που ενώνει τα δύο ημισφαίρια. Ένα ποσοστό καρπών ροδάκινων παρουσιάζουν ανοιχτό πυρήνα (split - pit), γεγονός το οποίο είναι εμφανές δια γυμνού οφθαλμού πριν την ωρίμανση 22

34 Εισαγωγή των καρπών (Εικόνα 4). Ο ορατός ανοιχτός πυρήνας παρατηρείται συνήθως κατά την πρώτη συγκομιδή και δεν αποτελεί σοβαρό πρόβλημα για τη βιομηχανία διότι κατά τη διαλογή είναι εύκολη η απομάκρυνση των ροδάκινων αυτών. Εικόνα 4: Ορατός ανοιχτό σχίσιμο του πυρήνα ροδακινιάς Επίσης ένα ποσοστό ροδάκινων παρουσιάζει κρυφό σχίσιμο το οποίο δε γίνεται αντιληπτό οπτικά, καθώς δε διακρίνεται το άνοιγμα του πυρήνα δια γυμνού οφθαλμού (Εικόνα ). Εικόνα : Κρυφό σχίσιμο του πυρήνα ροδακινιάς.7.2 Το σπάσιμο του πυρήνα (pit cracking) Οι σπασμένοι πυρήνες απαντούν στα επιτραπέζια ροδάκινα και νεκταρίνια (π.χ. JUNE GOLD), ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο ή περισσότερα κομμάτια, άνισα μεταξύ τους, και υπάρχει άφθονη παρουσία κόμεος στον σπασμένο πυρήνα. Το σπάσιμο του πυρήνα συμβαίνει κατά την διάρκεια ανάπτυξης του καρπού πριν την ωρίμανση και το σχήμα των καρπών αυτών ως συνήθως αποκλίνει από το τυπικό σχήμα του καρπού με ανομοιόμορφη ανάπτυξη των δύο ημισφαιρίων (Εικόνα 6). 2

35 Εισαγωγή Εικόνα 6: Το σπάσιμο του πυρήνα σε άγουρους και ώριμους καρπούς..7. Τα θραύσματα πυρήνα (pit fragments) Τα θραύσματα πυρήνα απαντούν στα βιομηχανικά ροδάκινα και δημιουργούνται κατά την κοπή των καρπών στα κοπτικά μηχανήματα της βιομηχανίας (Εικόνα 7). Τα θραύσματα πρέπει να αφαιρεθούν πριν την κονσερβοποίηση ένα προς ένα, γεγονός που αυξάνει το κόστος κονσερβοποίησης του ροδάκινου. Αν παραμείνουν στην κομπόστα προκαλούν ποιοτική υποβάθμιση του προϊόντος, αφενός, και, αφετέρου είναι επικίνδυνα για τους καταναλωτές. Εικόνα 6: Τα θραύσματα πυρήνα. πυρήνων.7.4. Παράγοντες που επιδρούν στο σχίσιμο και το σπάσιμο των Το ποσοστό σχισμένων και σπασμένων πυρήνων στα ροδάκινα ποικίλει μεταξύ των διαφόρων ποικιλιών. Πρώιμες και μεγαλόκαρπες ποικιλίες τείνουν να παράγουν περισσότερους καρπούς με σπασμένους και σχισμένους πυρήνες (Claypool et al., 972, Woodbridge, 978). Οι Claypool et al. (972) επισημαίνουν ότι κάθε παράγοντας που προάγει την αύξηση του καρπού, αυξάνει και το ποσοστό σπασμένων πυρήνων. 24

36 Εισαγωγή Οι Monet and Bastard (979) αναφέρουν ότι σε καρπούς δέντρων που τοποθετήθηκαν σε θάλαμο ανάπτυξης με υψηλότερη θερμοκρασία (2 ο C ημέρα/2 ο C νύχτα) πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα καταγράφηκε υψηλότερο ποσοστό σπασμένων πυρήνων σε σχέση με καρπούς δέντρων που βρίσκονταν σε χαμηλότερη θερμοκρασία (2 ο C ημέρα/6 ο C νύχτα). Επίσης το αυστηρό και πρώιμο αραίωμα των καρπών, το θερινό κλάδευμα και κορυφολόγημα των βλαστών πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα αύξησαν το ποσοστό των καρπών με σπασμένους και σχισμένους πυρήνες σε εκπύρηνες αλλά και συμπύρηνες ποικιλίες ροδακινιάς (Claypool et al., 972, Kubota et al., 99, Nakano and Nakamura, 22, Ojer, 28). Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθούν οι παράγοντες που επιδρούν στην εμφάνιση σπασμένων και σχισμένων πυρήνων καθώς και η επίδρασή τους στο μηχανισμό βιοσύνθεσης της λιγνίνης του πυρήνα. 2

37 Υλικά και μέθοδοι 2. Υλικά και μέθοδοι 2.. Μελέτη και καταγραφή των θραυσμάτων πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Επίδραση της ποικιλίας Για τη μελέτη του φαινομένου των θραυσμάτων του πυρήνα (pit fragments) αρχικά έγινε καταγραφή του προβλήματος στις κυριότερες συμπύρηνες ποικιλίες (Caterina, Loadel, Fortuna, Andross, Everts). Καθ όλη τη διάρκεια της περιόδου επεξεργασίας, σε τακτά χρονικά διαστήματα, λαμβάνονταν τυχαίο δείγμα καρπών από τα κοπτικά μηχανήματα δύο εργοστασίων (Α.Σ. VENUS ΚΑΙ ΑΛΜΜΕ). Οι καρποί των δειγμάτων αρχικά διαχωρίζονταν ανάλογα με το στάδιο ωρίμανσης του καρπού, το οποίο προσδιορίζονταν με βάση το ε- ξωτερικό χρώμα του καρπού (κυρίως στην περιοχή γύρω από τον ποδίσκο, πράσινο κιτρινοπράσινο κίτρινο), και το μέγεθός τους, όπως αυτό διαχωρίζεται από τη βιομηχανία (μικροί καρποί με διάμετρο 4,9 6, εκ., μεσαίοι καρποί με διάμετρο 6, 7,6 εκ. και μεγάλοι καρποί με διάμετρο 7,6 8,2 εκ.). Οι κομμένοι καρποί ελέγχονταν για την ύπαρξη ή μη θραυσμάτων και κατόπιν καταγράφονταν το ποσοστό των κομμένων καρπών με θραύσματα στη σάρκα τους καθώς και η θέση του θραύσματος πυρήνα που αποκολλάται και παραμένει στη σάρκα (μύτη πυρήνα, πλάγια ή περιοχή ποδίσκου). Επίσης καταγράφηκε το ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα στη σάρκα σε δείγμα καρπών αμέσως μετά τη συγκομιδή, 2 ώρες μετά τη συγκομιδή και μετά από συντήρησή τους σε ψυγείο για 7 ημέρες. Τέλος δείγμα 2 πυρήνων συλλέχθηκε από τη σωρό του εργοστασίου μετά την αποπυρήνωση των ροδάκινων, μετρήθηκαν οι διαστάσεις τους και ε- λέγχθηκαν για σημάδια αποκόλλησης θραυσμάτων, ώστε να ερευνηθεί η σχέση μεταξύ μεγέθους πυρήνα και ύπαρξη θραυσμάτων αυτού Επίδραση της καρπόδεσης στην ένταση του φαινομένου των θραυσμάτων του πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Το έτος 2 επιλέχθηκαν δύο κτήματα της περιοχής Αγ. Μαρίνας Βέροιας, ποικιλιών Andross και Everts, στα οποία παρατηρήθηκε μειωμένη καρπόδεση εξαιτίας αντίξοων καιρικών συνθηκών στη διάρκεια της άνθησης που συνετέλεσε σε μειωμένη παραγωγή. Οι συνθήκες αυτές προσομοίαζαν με πολύ 26

38 Υλικά και μέθοδοι έντονο αραίωμα καρπών που εφαρμόστηκε πολύ νωρίς, παράλληλα με την ανθοφορία, με συνέπεια οι καρποί να έχουν πολύ μεγάλο μέγεθος. Από τα δύο αυτά κτήματα έγινε δειγματοληψία καρπών την εποχή συγκομιδής, οι οποίοι διαχωρίστηκαν ανάλογα με το βαθμό ωρίμανσης και το μέγεθός τους και προσδιορίστηκε το ποσοστό των καρπών με θραύσματα καταγράφοντας το σημείο του πυρήνα που αποκολλάται και παραμένει στη σάρκα (μύτη, πλάγια και ποδίσκος). 2. Επίδραση των καλλιεργητικών πρακτικών στην ένταση του φαινομένου των θραυσμάτων του πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Για την κατανόηση και την αντιμετώπιση του φαινομένου τα έτη εγκαταστάθηκαν πειράματα σε αγρούς της περιοχής Βέροιας με καλλιέργεια ροδακινιάς, των ποικιλιών Loadel, Andross και Everts, προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση των καλλιεργητικών πρακτικών στην ένταση του φαινομένου των θραυσμάτων του πυρήνα. Τα δέντρα ήταν ηλικίας 9,8 και ετών αντίστοιχα, διαμορφωμένα σε σχήμα κυπέλλου και σε αποστάσεις φύτευσης 4,Χ4 μ.. Σε κάθε πειραματικό αγρό χρησιμοποιήθηκαν δέντρα ανά μεταχείριση σε πλήρως τυχαιοποιημένες ομάδες. Οι μεταχειρίσεις που έγιναν ήταν οι παρακάτω:. διαφορετικοί χρόνοι αραιώματος των καρπών (πριν, κατά και μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). 2. διαφορετικές εντάσεις αραιώματος των καρπών (ένας καρπός ανά, και 2 εκ. βλαστού μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα).. διαφορετικοί χρόνοι θερινού κλαδεύματος (πριν, κατά και μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). 4. Εφαρμογή περιορισμένης ή μηδενικής αζωτούχου λίπανσης. Διαφυλλικοί ψεκασμοί με διαλύματα βορίου και του σκευάσματος Perlan (GA BA) κατά την ανθοφορία και ασβεστίου κατά τη διάρκεια ανάπτυξης των καρπών. Μετά την καρπόδεση σε καρπούς από κάθε μεταχείριση σε κάθε ποικιλία μετρούνταν η διάμετρος εβδομαδιαίως προκειμένου να σχεδιαστεί η κα- 27

39 Υλικά και μέθοδοι μπύλη αύξησης του καρπού και προσδιορίστηκε με δοκιμαστικές κοπές η διάρκεια σκλήρυνσης του πυρήνα, έναρξη και λήξη. Για την μελέτη και τον προσδιορισμό του ποσοστού των καρπών με θραύσματα του πυρήνα πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες καρπών φορές, μία σε κάθε χέρι αντίστοιχα, ταυτόχρονα με αυτά του παραγωγού. Από κάθε δέντρο συγκομίστηκαν τυχαία ώριμοι καρποί, σύνολο από κάθε μεταχείριση. Οι καρποί από κάθε μεταχείριση, αφού χωρίστηκαν σε τρεις επαναλήψεις, μεταφέρθηκαν στις εγκαταστάσεις του εργοστασίου μεταποίησης Α. Σ. VENUS. Αρχικά έγινε οπτικός έλεγχος των καρπών για να καταγραφεί ο αριθμός των καρπών με φανερό σχίσιμο του πυρήνα και οι οποίοι καταμετρήθηκαν και αφαιρέθηκαν, όπως ακριβώς γίνεται και κατά τη βιομηχανική παραγωγή. Οι καρποί που ήταν ακέραιοι εξωτερικά οδηγήθηκαν στα κοπτικά μηχανήματα της βιομηχανίας. Μετά την κοπή οι καρποί εξετάστηκαν προκειμένου να διαπιστωθεί αν υπήρχαν θραύσματα πυρήνα στη σάρκα των καρπών μετά από την κοπή τους και καταγράφηκε η περιοχή του καρπού στην οποία εντοπίστηκαν τα θραύσματα. 2.4 Μελέτη του φαινομένου των σπασμένων πυρήνων σε επιτραπέζια ροδάκινα Για τη μελέτη του φαινομένου του σχισίματος του πυρήνα και των σπασμένων πυρήνων κατά τα έτη 2 27 εγκαταστάθηκε πείραμα σε αγρό της περιοχής Βέροιας με καλλιέργεια ροδακινιάς, ποικιλία June Gold, η οποία εμφανίζει έντονα το πρόβλημα των ανοιχτών (split-pit) και των σπασμένων πυρήνων (pit cracking). Τα δέντρα ήταν ηλικίας 2 ετών, διαμορφωμένα σε σχήμα κυπέλλου και σε αποστάσεις φύτευσης 4,Χ4 μ. Στον πειραματικό αγρό χρησιμοποιήθηκαν δέντρα ανά μεταχείριση σε πλήρως τυχαιοποιημένες ομάδες. Οι μεταχειρίσεις που έγιναν ήταν οι παρακάτω:. διαφορετικοί χρόνοι αραιώματος των καρπών (πριν, κατά και μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). 2. διαφορετικές εντάσεις αραιώματος των καρπών (ένας καρπός ανά, και 2 εκ. βλαστού μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). 28

40 Υλικά και μέθοδοι. διαφορετικοί χρόνοι θερινού κλαδεύματος (πριν, κατά και μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). 4. Διαφυλλικοί ψεκασμοί με διαλύματα ασβεστίου και του σκευάσματος Perlan κατά τη διάρκεια ανάπτυξης των καρπών. Μετά την καρπόδεση σε καρπούς από κάθε μεταχείριση μετρούνταν εβδομαδιαίως η διάμετρος, το μήκος, το βάρος και ο όγκος του καρπού καθώς και η διάμετρος και το μήκος του πυρήνα προκειμένου να σχεδιαστεί η καμπύλη αύξησης του καρπού και του πυρήνα. Με δοκιμαστικές κοπές καρπών προσδιορίστηκε η διάρκεια σκλήρυνσης του πυρήνα, έναρξη και λήξη, καθώς επίσης και η οπτική διαπίστωση του φανερού σχισίματος του πυρήνα, του κρυφού σχισίματος και των σπασμένων πυρήνων. Παράλληλα έγινε βαφή του πυρήνα με τη μέθοδο της φλωρογλουκινόλης για να προσδιοριστεί η παραγωγή και εναπόθεση της λιγνίνης στον πυρήνα των καρπών και να εντοπιστούν τυχόν διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων. Σε αριθμό καρπών που λαμβάνονταν κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα μετρήθηκε επίσης η παραγωγή αιθυλενίου. καρποί από κάθε μεταχείριση ( καρποί Χ επαναλήψεις) τοποθετούνταν σε αεροστεγή βάζα των 2 l για ώρες στους 2 ο C και κατόπιν λαμβάνονταν δείγματα με σύριγγα ml. Για τον προσδιορισμό του αιθυλενίου ένα δείγμα αερίου από το εσωτερικό των βάζων εγχέονταν σε αέριο χρωματογράφο (Varian ). Το αιθυλένιο διαχωρίζονταν σε στήλη Porapak Q, μήκους εκ. και διαμέτρου,2 εκ. στους ο C και προσδιορίζονταν με ανιχνευτή FID στους 8 ο C. Για τη βαθμονόμηση του οργάνου χρησιμοποιήθηκε πρότυπο αέριο αιθυλένιο,2 ppm και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν σε μl C 2 H 4 *kg - *h -. Τέλος δείγματα καρπών αποθηκεύτηκαν σε βαθιά κατάψυξη (-7 o C) για τον προσδιορισμό της λιγνίνης και της δράσης των ενζύμων βιοσύνθεσής της κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα. Για την μελέτη και τον προσδιορισμό του ποσοστού των καρπών με φανερό και κρυφό σχίσιμο καθώς και σπασμένων πυρήνων πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες καρπών φορές, μία σε κάθε χέρι συγκομιδής αντίστοιχα, ταυτόχρονα με αυτά του παραγωγού. Από κάθε δέντρο συγκομίστηκαν τυχαία ώριμοι καρποί, σύνολο από κάθε μεταχείριση. Οι καρποί από κάθε μεταχεί- 29

41 Υλικά και μέθοδοι ριση, αφού χωρίστηκαν σε τρεις επαναλήψεις, μεταφέρθηκαν στις εγκαταστάσεις του εργαστηρίου Δενδροκομίας του ΑΠΘ. Αρχικά μετρήθηκαν η διάμετρος και το βάρος των καρπών, η διάμετρος του πυρήνα και τέλος με οπτικό έλεγχο των καρπών καταγράφηκε ο αριθμός των καρπών με φανερό σχίσιμο του πυρήνα. Οι καρποί που ήταν ακέραιοι εξωτερικά κόπηκαν και χωρίστηκαν τα δύο ημισφαίρια. Μετά την κοπή οι καρποί εξετάστηκαν προκειμένου να διαπιστωθεί η κατάσταση του πυρήνα και καταμετρήθηκαν οι καρποί με κρυφό σχίσιμο του πυρήνα, με σπασμένο πυρήνα και οι καρποί με παρουσία κόμεος στο εσωτερικό του καρπού Ποσοτικός προσδιορισμός της λιγνίνης του πυρήνα Ο ποσοτικός προσδιορισμός της λιγνίνης του πυρήνα πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο των Bruce and West (988) σε καρπίδια ροδακινιάς ποικιλίας June Gold που συλλέγονταν κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα. Από τα καρπίδια αφαιρούνταν προσεκτικά το μεσοκάρπιο και το έμβρυο και το ενδοκάρπιο (πυρήνας του ροδάκινου) αποτελούσε τον φυτικό ιστό προς ανάλυση. Αρχικά g ιστού ομογενοποιούνταν με ml αιθανόλης 99, % και ακολουθούσε φυγοκέντρηση (. Χ, min). Παραλαμβάνονταν το ίζημα και επαναδιαλύονταν σε ml αιθανόλης 99, % και κατόπιν φυγοκεντρούνταν. Η διαδικασία επαναλήφθηκε τρεις φορές. Το ίζημα αφέθηκε για ξήρανση σε θερμοκρασία δωματίου όλη νύχτα, αποτελούμενο από τα αδιάλυτα στην αλκοόλη συστατικά. Κατόπιν mg ιζήματος τοποθετούνταν σε δοκιμαστικό σωλήνα με καπάκι που βιδώνει και προσθέτονταν ml 2N υδροχλωρικό οξύ και, ml θειογλυκολικό οξύ. ακολούθησε θέρμανση στους ο C για 8 h. Μετά από ψύξη, τα δείγματα φυγοκεντρούνταν (4. Χ, min) και το ίζημα, αφού ξεπλένονταν τρεις φορές με 2, ml αποσταγμένο νερό, επαναδιαλύονταν σε ml Ν NaOH και αναδεύονταν για 8 h στους 2 ο C. Στη συνέχεια φυγοκεντρούνταν (4. Χ, min) και το υπερκείμενο μεταφέρονταν σε δοκιμαστικό σωλήνα όπου προσθέτονταν ml πυκνό υδροχλωρικό οξύ. Το σύμπλοκο λιγνίνη θειογλυκολικό αφήνονταν να καθιζάνει στους 4 ο C όλη νύχτα. Ακολούθησε φυγοκέντρηση (4. Χ, min) των δειγμάτων και το ίζημα επαναδιαλύονταν σε ml Ν

42 Υλικά και μέθοδοι NaOH. Ο ποσοτικός προσδιορισμός της λιγνίνης πραγματοποιήθηκε με μέτρηση της απορρόφησης στα 28 nm με μάρτυρα Ν NaOH. Τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως μg λιγνίνης ανά g ξηρού βάρους του ενδοκαρπίου με τη χρήση πρότυπης καμπύλης ( 2 μg) με λιγνίνη εμπορίου Δοκιμές ενζύμων της βιοσύνθεσης της λιγνίνης Η δραστικότητα των ενζύμων αμμωνιακή λυάση της φαινυλαλανίνης (phenylalanine ammonia lyase, PAL), αφυδρογονάση της κινναμιλικής αλκοόλης (cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD), υπεροξειδάσες (PODs) και λακκάσες (laccase, p-diphenol:o 2 oxido reductase) προσδιορίστηκε σε δείγματα ενδοκαρπίου, τα οποία αφού συλλέχθηκαν, κατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και αποθηκεύτηκαν στους -8 ο C μέχρι την ανάλυσή τους. Σε όλες τις ενζυμικές δοκιμές ελέγχθηκε η γραμμικότητα τόσο σε ότι αφορούσε στο χρόνο αντίδρασης όσο και σε ότι αφορούσε τη συγκέντρωση του ενζύμου Δοκιμή της αμμωνιακής λυάση της φαινυλαλανίνης (phenylalanine ammonia lyase, PAL) Για τη δοκιμή της PAL δείγματα καρπού από τους -8 ο C επανακατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και λειοτριβήθηκαν με γουδί. Η εκχύλιση του ενζύμου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του Zucker (96). g παγωμένου καρπού ομογενοποιήθηκαν στους 4 C με διπλάσιο όγκο του ακόλουθου διαλύματος:, M Na 2 B 4 O 7 H 2 O, mm 2-μερκαπτοαιθανόλη, 2 mm EDTA, g l - of PVPP, ph 8.8. Το μίγμα αναμίχθηκε καλά για ώρα στους 4 C και ακολούθούσε φυγοκέντρηση σε Χ για 2 min στους 4 C. Η δράση του ενζύμου προσδιορίστηκε στο υπερκείμενο από τη διαδικασία της εκχύλισης σύμφωνα με τη μέθοδο του Zucker (96) μετρώντας την απορρόφηση των παραγόμενων trans-κιναμικών οξέων στα 29 nm. Το διάλυμα δοκιμής αποτελούνταν από ρυθμιστικό διάλυμα, M Na 2 B 4 O 7 H 2 O (ph 8,8),, M L-φαινυλαλανίνη και 2 ml υπερκείμενου σε τελικό όγκο 6 ml. Το μίγμα επωάστηκε στου C για 24 ώρες και μετρούνταν η απορρόφηση στα 29 nm. Μονάδα της ειδικής δραστηριότητας της PAL καθορίστηκε η ποσότητα του ενζύμου που προκαλεί αύξηση της απορρόφησης κατά, ανά ώρα ανά mg πρωτεΐνης.

43 Υλικά και μέθοδοι Δοκιμή της αφυδρογονάσης της κινναμιλικής αλκοόλης (cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD) Για τη δοκιμή της CAD δείγματα καρπού από τους -8 ο C επανακατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και λειοτριβήθηκαν με γουδί. Η εκχύλιση του ενζύμου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο των Mansell et al. (974). g παγωμένου ιστού ομογενοποιούνται με ml ρυθμιστικό διάλυμα Tris-HCl (2mM, ph 7,) και 2 mm μερκαπτοαιθανόλη για ώρα στους 4 ο C, ακολουθούσε φυγοκέντρηση ( Χ) στους 4 ο C για λεπτά και λήψη του υπερκειμένου. Για τη μέτρηση της ειδικής δράσης της CAD, προσδιορίστηκε ο σχηματισμός της κωνιφερυλικής αλδεύδης από κωνιφερυλική αλκοόλη μετρώντας σε φασματοφωτόμετρο την αύξηση της απορρόφησης του διαλύματος δοκιμής στα 4 nm μετά από επώαση στους 7 ο C για 2 λεπτά. Το μείγμα δοκιμής ( ml) αποτελούνταν από ρυθμιστικό διάλυμα Tris-HCl mm, ph 8,8, 2 μμ NADP+, μm κωννιφερυλική αλκοόλη και μl εκχυλίσματος του ενζύμου. Το δείγμα επωάζονταν για 2 λεπτά στους 7 ο C και μετρούνταν η αύξηση της απορρόφησης στα 4 nm για λεπτά. Ως μονάδα της ειδικής δραστηριότητας της CAD καθορίστηκε η ποσότητα του ενζύμου που προκαλεί αύξηση της α- πορρόφησης κατά, ανά λεπτό ανά mg πρωτεΐνης Δοκιμή υπεροξειδασών (PODs) και λακκασών (laccase, οξυδοαναγωγάση της παρα-διφαινόλης) Για τη δοκιμή των υπεροξειδασών (PODs) και λακκασών (laccase, οξυδοαναγωγάση της παρα-διφαινόλης) δείγματα καρπού από τους -8 ο C επανακατερ-γάστηκαν με υγρό άζωτο και λειοτριβήθηκαν με γουδί. Η εκχύλιση του ενζύμου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο των Alba et al. (2) προκειμένου να διαχωριστούν οι διαλυτές (soluble PODs + laccases) από τις συνδεδεμένες με το κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound PODs + laccases) πρωτεΐνες. g ιστού πυρήνα ομογενοποιούνται με 2, ml ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών (mm, ph 6) και ακολουθούσε φυγοκέντρηση ( Χ) στους 4 ο C για λεπτά. Το υπερκείμενο αποτέλεσε το εκχύλισμα των υδατοδιαλυτών (soluble) 2

44 Υλικά και μέθοδοι PODs + λακκασών. Το ίζημα επαναδιαλύονταν σε ml ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών (mm, ph 6) και M KCl για 2 ώρες και ακολουθούσε φυγοκέντρηση ( Χ) στους 4 ο C για λεπτά. Το νέο υπερκείμενο αποτέλεσε το εκχύλισμα των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound) PODs + λακκασών. Η μέτρηση της ειδικής δράσης των PODs προσδιορίστηκε φασματοφωτομετρικά χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά υποστρώματα, την γουαϊακόλη και την συριγκαλδαζίνη (Cai et al., 26), τόσο στο εκχύλισμα των υδατοδιαλυτών PODs + λακκασών, όσο και των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wallbound) PODs + λακκασών. Για τον προσδιορισμό της ειδικής δράσης των υπεροξειδασών με υπόστρωμα την γουαϊακόλη (G PODs) το διάλυμα δοκιμής ( ml) αποτελούνταν από ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών (ph 6, mm), γουαϊακόλη mm, H 2 O 2 mm και μl εκχυλίσματος του ενζύμου. Μετά την προσθήκη του Η 2 Ο 2 μετρούνταν η αύξηση της απορρόφησης στα 47 nm για 2 λεπτά. Ως μονάδα της δραστηριότητας της G-POD καθορίστηκε η ποσότητα του ενζύμου που προκαλεί αύξηση της απορρόφησης κατά, ανά λεπτό ανά mg πρωτεΐνης. Για τον προσδιορισμό της ειδικής δράσης των υπεροξειδασών με υπόστρωμα την συριγκαλδαζίνη (S PODs) το διάλυμα δοκιμής ( ml) αποτελούνταν από ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών (ph 6, mm), συριγκαλδαζίνη, mm, H 2 O 2,2 mm και μl εκχυλίσματος του ενζύμου. Μετά την προσθήκη του Η 2 Ο 2 μετρούνταν η αύξηση της απορρόφησης στα nm για λεπτά. Ως μονάδα της δραστηριότητας της S POD καθορίστηκε η ποσότητα του ενζύμου που προκαλεί αύξηση της απορρόφησης κατά, ανά λεπτό ανά mg πρωτεΐνης. Η ειδική δραστηριότητα των λακκασών (G-laccases και S-laccases) προσδιορίστηκε στα ίδια διαλύματα δοκιμής με τις PODs τα οποία όμως δεν περιείχαν Η 2 Ο 2 αλλά μg/ml καταλάσης (Bao et al., 99) Προσδιορισμός των ολικών πρωτεϊνών Η συγκέντρωση των ολικών πρωτεϊνών πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του Bradford (976), η οποία βασίζεται στη σύνδεση της χρωστικής

45 Υλικά και μέθοδοι Coomassie Blue G-2 στο μόριο της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα τη μετατόπισης του μέγιστου της απορρόφησης από τα 46 nm στα 9 nm. Για τον ποσοτικό προσδιορισμό των ολικών πρωτεϊνών χρησιμοποιήθηκε πρότυπη καμπύλη αναφοράς η οποία κατασκευάστηκε με διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης της αλβουμίνης του ορού του βοδιού (Bovine serum albumin, BSA). 2. Στατιστική επεξεργασία Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του στατιστικού πακέτου SPSS 2. για Windows XP, και η σύγκριση των μέσων όρων βασίστηκε στην ανάλυση παραλλακτικότητας (One-Way ANOVA) με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας % (P=,). 4

46 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα. Αποτελέσματα Συζήτηση - Βιομηχανικά ροδάκινα.. Μελέτη και καταγραφή των θραυσμάτων πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Επίδραση της ποικιλίας Στις βιομηχανικές ποικιλίες Caterina, Loadel, Fortuna, Andross και Everts έγινε καταμέτρηση του ποσοστού καρπών με θραύσματα στον πυρήνα σε διάφορες παρτίδες ροδάκινων ( καρποί ανά παρτίδα) σε κοπτικά μηχανήματα δύο βιομηχανιών. Το ποσοστό των καρπών με θραύσματα ήταν παραπλήσιο και στις δύο βιομηχανίες. Το υψηλότερο ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα μετρήθηκε στην ποικιλία Andross (7,6%), το χαμηλότερο στην Caterina (,72%), ενώ στις υπόλοιπες καταγράφηκαν ενδιάμεσα ποσοστά. Τα ποσοστά καρπών με θραύσματα πυρήνα παρατίθενται στους πίνακες 7, 8, 9, &. Πίνακας 7: Ποσοστό % καρπών με θραύσματα πυρήνα. Ποικιλία Καρποί με θραύσματα % Catherina,72 ±, Loadel, ±,2 Fortuna,94 ± 2,4 Andross 7,6 ±, Everts 7,72 ± 2, ± = τυπική απόκλιση, n= επαναλήψεις.

47 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας 8: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Loadel με θραύσματα πυρήνα. LOADEL Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % VENUS, a,26 a 6,7 a ΑΛΜΜΕ, a,86 a,6 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,7 a,69 a,68 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,4 a 6,6 ab,27 a ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,6 a,2 a 6,9 ab ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 9,4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 48,6% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 42,% 2,6 a 2,8 a,98 a,42 b 7, b 6,29 b 9, c 4,82 c 4,49 c Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Πίνακας 9: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Fortuna με θραύσματα πυρήνα. FORTUNA Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % VENUS,94 a,87 a 6,7 a ΑΛΜΜΕ,8 a 6,24 a,7 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,96 a,89 ab 6,7 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2, a 6,2 a,76 a ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,78 a 6,2 a,7 ab ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 9,4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 48,6% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 42,% 22,9 a,82 a, a,86 b 6,72 b 7,4 b 9,8 c 4,6 c 4,2 c Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 6

48 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας : Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα. ANDROSS Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % VENUS 7,6 a 6,24 a,2 a ΑΛΜΜΕ 7,66 a,82 a,84 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 7,49 a 6, a,8 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 7,9 a,76 ab,6 a ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 8, ab 6,28 a,77 a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 9,4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 48,6% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 42,% 24,7 a 22,6 a 2, ab 7,4 b,49 b,6 a 4,47 c,2 c,26 a Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Πίνακας : Ποσοστό καρπών ποικιλίας Everts με θραύσματα πυρήνα. EVERTS Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % VENUS 7,72 a,26 a 6,46 a ΑΛΜΜΕ 7,92 a,4 a 6,8 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 8, a,28 a 6,7 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 8, a,9 a 6,7 a ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 7,8 ab,4 a 6,46 a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 8,6% 7,6 a 2,6 a,7 a ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 46,2% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 4,2% 8,28 b,6 b 6,92 b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 7

49 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Μετά την κοπή των καρπών προσδιορίστηκε το σημείο του πυρήνα το οποίο αποκολλάται και παραμένει στη σάρκα. Τα θραύσματα βρίσκονται είτε στα πλάγια του καρπού και κοντά στον ποδίσκο είτε στη μύτη του καρπού απέναντι από τον ποδίσκο. Από τις μετρήσεις που έγιναν διαπιστώθηκε ότι στις ποικιλίες Loadel και Fortuna το ποσοστό των θραυσμάτων στα πλάγια του καρπού είναι περίπου ίδιο με το ποσοστό αυτών στη μύτη του καρπού. Στην ποικιλία Andross το μεγαλύτερο ποσοστό των θραυσμάτων μετρήθηκε στα πλάγια του καρπού (Εικόνα & 6) ενώ αντίθετα στην ποικιλία Everts το μεγαλύτερο ποσοστό μετρήθηκε στη μύτη του καρπού (Εικόνα 7 & 8). Εικόνα : Πλάγια θραύσματα Εικόνα 6: Πλάγια θραύσματα Εικόνα 7: Θραύσματα μύτης Εικόνα 8: Θραύσματα μύτης Το στάδιο ωρίμανσης του καρπού, το οποίο προσδιορίστηκε με βάση το εξωτερικό χρώμα του καρπού στην περιοχή γύρω από τον ποδίσκο (πράσινο κιτρινοπράσινο κίτρινο), δεν διαφοροποίησε τα ποσοστά καρπών με θραύσματα σε κάποια από τις εξεταζόμενες ποικιλίες. 8

50 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Το μέγεθος των καρπών όμως επηρέασε σημαντικά το ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα. Οι καρποί πριν οδηγηθούν στα μηχανήματα κοπής χωρίζονται αυτόματα ανάλογα με τη διάμετρό τους. Οι τρεις κατηγορίες καρπών ήταν: μικροί καρποί με διάμετρο 4,9 6, εκ., μεσαίοι καρποί με διάμετρο 6, 7,6 εκ. και μεγάλοι καρποί με διάμετρο 7,6 8,2 εκ.. Από τα αποτελέσματα των παραπάνω πινάκων γίνεται αντιληπτό ότι το φαινόμενο των καρπών με θραύσματα πυρήνα είναι πολύ εντονότερο στους μεγαλύτερους καρπούς σε σχέση με καρπούς μικρότερου μεγέθους. Όταν η κοπή των καρπών πραγματοποιήθηκε αμέσως μετά τη συγκομιδή τους, μετρήθηκε διπλάσιο ποσοστό καρπών με θραύσματα στον πυρήνα (7,4%) σε σχέση με καρπούς οι οποίοι κόπηκαν 2 ώρες μετά τη συγκομιδή ή μετά από ψυχρή συντήρηση 7 ημερών (9,4%) (Πίνακας 2). Πίνακας 2: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα σε σχέση με το χρόνο κοπής μετά τη συγκομιδή των καρπών. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % ΑΜΕΣΩΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 7,4 a 2 2 ΩΡΕΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 9,4 b ΜΕΤΑ ΑΠΟ 7 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 9,8 b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Όταν μελετήθηκαν οι πυρήνες που συλλέχθηκαν από το εργοστάσιο και μετρήθηκε η διάμετρός τους, διαπιστώθηκε ότι στους πυρήνες με μεγαλύτερη διάμετρο το ποσοστό με σημάδια αποκόλλησης θραυσμάτων ήταν μεγαλύτερο. Στους πυρήνες με διάμετρο 2,2 2, εκ. δε βρέθηκαν σημεία αποκόλλησης θραυσμάτων, ενώ στους πυρήνες με διάμετρο μεγαλύτερη από 2,7 εκ. παρατηρήθηκαν εμφανή σημάδια αποκόλλησης θραυσμάτων σε τουλάχιστον 7 % των δειγμάτων (Σχήμα ). Το μέγεθος των πυρήνων εξαρτάται από την ποικιλία καθώς αποτελεί γενετικό χαρακτηριστικό του κάθε γονότυπου, αλλά σε καρπούς τις ίδιας ποικιλίας συνδέεται άμεσα με το μέγεθος του καρπού (Richards S., 26). 9

51 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Ποσοστό σπασμένων πυρήνων % ,2 2, 2,4 2, 2,6 2,7 2,8 2,9,,,2 Διάμετρος πυρήνων (εκ.) Σχήμα. Ποσοστό % πυρήνων με σημάδια αποκόλλησης θραυσμάτων σε σχέση με τη διάμετρό τους..2. Μελέτη και καταγραφή των θραυσμάτων πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Επίδραση της καρπόδεσης Εκτός από τις μετρήσεις που έγιναν σε τυχαία δείγματα στις κυριότερες βιομηχανικές ποικιλίες, μετρήθηκε το ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα σε δύο κτήματα, ποικιλιών Andross και Everts, τα οποία είχαν μειωμένη καρπόδεση. Η μειωμένη καρπόδεση στα δύο αυτά κτήματα είχε ως συνέπεια το μέγεθος των καρπών να είναι αρκετά μεγαλύτερο από το τυπικό της κάθε ποικιλίας. Στους καρπούς των δύο αυτών κτημάτων καταμετρήθηκε το ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα κατά την κοπή τους στα μηχανήματα κοπής και στις τρεις συγκομιδές. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δίνονται στους πίνακες & 4. 4

52 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας : Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα σε κτήμα με μειωμένη καρπόδεση ANDROSS - Κτήμα με μειωμένη καρπόδεση ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 2,27 29,2, ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,7 a 29,8 a,27 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2,9 a 28,6 a,6 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ,4 a 29, a 4, a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 9% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 2% 6,42 a,69 a,7 a 2,8 b 28, b,7 b 22,2 c 2, c 2,2 bc 2η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 22,6 2,,96 ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2, a 8,9 a 2,6 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 22 a 9,42 a 2,8 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2,24 a 9, a,94 a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 7% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 22% 4,4 a 4,2 a 4,82 a 29,2 b 26, b,7 ab 6,8 c 4,9 c,87 c η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 8,68 6,99,69 ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 8, a 6,46 a 2,4 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 9,22 a 7,79 b,4 ab ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 8,7 a 7,4 c, ab ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 26% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 2% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 22% 4,9 a 6, a 4,29 a 2,8 b 2 b 2,8 b 4,7 c, c,8 bc Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 4

53 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας 4: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Everts με θραύσματα πυρήνα σε κτήμα με μειωμένη καρπόδεση EVERTS - Κτήμα με μειωμένη καρπόδεση ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2.44 a 4.9 a 2. a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2.8 a.6 a 8.2 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2.9 a.2 a 2.6 a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 2% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 8% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = % 2.6 a 2.8 a a b.7 b 2.6 b.27 c 2.8 c 8.9 c 2η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ ΩΡΙΜΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2.7 a 2.92 a 8.8 a ΚΙΤΡΙΝΟΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 22.8 a 2.86 a 9.2 a ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΚΑΡΠΟΙ 2.8 a.24 a 7.84 a ΜΕΓΑΛΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 4% ΜΕΣΑΙΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 42% ΜΙΚΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ = 7% 4.8 a 8.24 a 6.94 a 22.2 b 6.24 b 6.28 b 8.24 c.8 c 7.6 c Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 42

54 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα.. Μελέτη και καταγραφή των θραυσμάτων πυρήνα σε βιομηχανικά ροδάκινα Επίδραση των καλλιεργητικών πρακτικών Για την μελέτη και αντιμετώπιση του φαινομένου των θραυσμάτων στα βιομηχανικά ροδάκινα, εγκαταστάθηκαν πειράματα σε αγρούς της περιοχής του Ν. Ημαθίας τα έτη 24 έως 27. Με βάση τις παρατηρήσεις των γεωπόνων της βιομηχανίας το ποσοστό διαφέρει από χρονιά σε χρονιά. Το έτος 24 δοκιμάστηκαν διάφορες καλλιεργητικές πρακτικές και η ε- πίδρασή τους στην ένταση του φαινομένου. Οι μεταχειρίσεις στις οποίες διαπιστώθηκε το μέγιστο ποσοστό των καρπών με θραύσματα ήταν η εφαρμογή θερινού κλαδέματος πολύ νωρίς (6,28%) και το αυστηρό αραίωμα καρπών (2, 4,42%). Αντίθετα όταν το θερινό κλάδευμα πραγματοποιήθηκε αργά (στις /6 ή /7) και το αραίωμα ήταν ελαφρύ (ένας καρπός ανά εκ. μήκος βλαστού) το ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα μετά την κοπή ήταν ελάχιστο (4,44,68%). Η μη λίπανση των δέντρων δεν περιόρισε το ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα σε σχέση με τους καρπούς των δέντρων που λιπάνθηκαν κανονικά. Η επέμβαση με το σκεύασμα Perlan σε συγκέντρωση % έδωσε ποσοστά κατά μία μονάδα χαμηλότερη από ότι ο μάρτυρας. Τα αποτελέσματα όλων των μεταχειρίσεων και στις τρεις συγκομιδές δίνονται στον πίνακα. 4

55 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας : Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 24. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα πυρήνων % η συγκομιδή 2η συγκομιδή η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 4, c, c,8 c 2 ΨΕΚΑΣΜΟΙ ΜΕ ΒΟΡΙΟ,2% 4,76 d, c 2,4 d ΨΕΚΑΣΜΟΙ ΜΕ ΒΟΡΙΟ,2%, a 2,27 b 2, e 4 Χ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΛΙΠΑΝΣΗ + ΠΡΩΙΜΟ ΘΕΡΙΝΟ,7 j,64 g,4 h ΚΛΑΔΕΥΜΑ Χ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΛΙΠΑΝΣΗ + ΟΨΙΜΟ ΘΕΡΙΝΟ,6 e 2,22 a,b,9 b ΚΛΑΔΕΥΜΑ 6 Χ ΒΑΣΙΚΗ + ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΛΙΠΑΝΣΗ + ΠΡΩΙΜΟ 4,77 m,78 g 6,98 i ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ 7 /2 ΣΥΝΟΛΙΚΗΣ ΛΙΠΑΝΣΗΣ + ΠΡΩΙΜΟ ΘΕΡΙΝΟ,9 k,2 h, g ΚΛΑΔΕΥΜΑ 8 /2 ΣΥΝΟΛΙΚΗΣ ΛΙΠΑΝΣΗΣ + ΟΨΙΜΟ ΘΕΡΙΝΟ 6,67 f,4 d,6 b ΚΛΑΔΕΥΜΑ 9 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΑΠΟ - ΚΑΙ ΑΝΑ 2 ΗΜΕΡΕΣ 6,28 n 4,29 j 6,82 i ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΑΠΟ -6 ΚΑΙ ΑΝΑ 2 ΗΜΕΡΕΣ 9,9 g 8,82 f,6 h ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΑΠΟ -6 ΚΑΙ ΑΝΑ 2 ΗΜΕΡΕΣ 4,44 c 2,7 a,b,22 b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΑΠΟ -7 ΚΑΙ ΑΝΑ 2 ΗΜΕΡΕΣ 4,9 d 2,22 a,b 2,4 d PERLAN % ΣΤΗΝ ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ, b 2,7 a,b,98 a 4 PERLAN % ΣΤΗΝ ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,9 a,b 2,4 a 2,27 e PERLAN,% ΑΡΧΗ +,% ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ,47 h 8,7 f 2,8 d ΠΥΡΗΝΑ 6 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ,68 e 4,7 e, f 7 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ 2, i,6 h,4 h 8 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ 2 cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ 4,42 l, i 6,82 i Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Λαμβάνοντας υπ όψιν τα παραπάνω αποτελέσματα, το έτος 2, μελετήθηκε μόνο η επίδραση του πρώιμου θερινού κλαδεύματος, του ψεκασμού με το σκεύασμα Perlan και του αυστηρού αραιώματος των καρπών στο ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα. Ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκαν δέντρα τα οποία δέχτηκαν ελαφρύ αραίωμα καρπών και όψιμο θερινό κλάδευμα, το οποίο αποτελεί τη συνηθέστερη καλλιεργητική τεχνική των παραγωγών. Στα πειράματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν οι ποικιλίες Andross, Everts και Loadel. Στα πειραματικά τεμάχια οι διάφορες μεταχειρίσεις είχαν την ίδια επίδραση στο ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα και στις τρεις εξεταζόμενες ποικιλίες. Το μεγαλύτερο ποσοστό των καρπών με θραύσματα διαπιστώθηκε όταν πραγματοποιήθηκε αυστηρό αραίωμα καρπών (ένας καρπός ανά 2 εκ. μήκος βλαστού). Όταν το θερινό κλάδευμα πραγματοποιήθηκε νωρίς, πριν τη 44

56 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα σκλήρυνση του πυρήνα, το ποσοστό καρπών με θραύσματα πυρήνα μετά την κοπή δε διέφερε σε σχέση με το μάρτυρα. Η επέμβαση με το σκεύασμα Perlan σε συγκέντρωση % δε διέφερε σε σχέση με το μάρτυρα. Τα αποτελέσματα και των τριών ποικιλιών παρατίθενται στους πίνακες 6, 7 & 8. Πίνακας 6: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 2. ANDROSS A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ,4 c, b,88 c 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2 2,97 b, b,82 b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ, cd 9,7 c,96 c 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 9, d 8,28 c,27 bc ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 2, a 9,7 a,62 a 2η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 9,7 c 7,9 c,24 b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2,9 bc 9,29 b,9 bc PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 9,99 bc 8,64 c, b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,2 b 9,28 b,24 b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 2,6 a 8, a 2,8 a Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 4

57 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας 7: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Everts με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 2. EVERTS A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 8,8 b,28 b 7, b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2 9,2 b, b 7, b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 9,4 b,62 b 7,42 b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 8,8 b, b 7, b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 7,9 a 2,8 a,2 a 2η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 7,97 b, b 6,92 b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2 7,92 b,98 bc 6,94 b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 7,6 b,28 b 6,7 b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 7,8 b, b 6,7 b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 4,97 a 2, a 2,8667 a η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 6,6 b, b,6 b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2 6,49 b,8 b, b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,98 b,82 b,6 b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,64 b,9 b 4,69 b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 4,2 a,67 a 2,7 a Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 46

58 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας 8: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Loadel με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 2. LOADEL A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ,8 bc 6,29 c 4,89 cd 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2,7 b 6,28 b 6,79 b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,2 c,96 d,6 c 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ,6 bc,6 d 6,4 b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 2,7 a 2,8 a,87 a 2η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 9,82 c,26 c 4,79 b 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2,29 b,68 c 4,6 b PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ, b 6,2 b 4,9 b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 9, c,9 c,6 c ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 2,9 a,29 a 9,64 a η συγκομιδή ΜΑΡΤΥΡΑΣ 8, c 4,2 c,9 bc 2 ΘΕΡΙΝΟ ΚΛΑΔΕΥΜΑ ΣΤΙΣ //2 9,26 bc,2 b 4, bc PERLAN % ΑΡΧΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 9,9 bc,9 b 4,4 b 4 PERLAN % ΜΕΣΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ 8,78 b, b,68 b ΑΥΣΤΗΡΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ (ΑΝΑ -2 cm.) 9,4 a,68 a 7,46 a Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Τα δύο πρώτα έτη πειραμάτων, η ένταση του αραιώματος (ελαφρύ, αυστηρό) είχε τη σημαντικότερη επίδραση στο ποσοστό των καρπών με θραύσματα πυρήνα σε σχέση με τις άλλες επεμβάσεις. Το έτος 26, μελετήθηκε ο χρόνος του αραιώματος των καρπών σε σχέση με την εποχή σκλήρυνσης του πυρήνα μόνο στην ποικιλία Andross, καθώς αυτή παρουσιάζει το μεγαλύτερο πρόβλημα και είναι η επικρατέστερη βιομηχανική ποικιλία στην Ελλάδα. Στους καρπούς από τα δέντρα που αραιώθηκαν νωρίς, πριν την έναρξη της σκλήρυνσης του πυρήνα, διαπιστώθηκε σημαντικά μεγαλύτερο ποσοστό θραυσμάτων στον πυρήνα σε σχέση με τα δέντρα που αραιώθηκαν κατά ή μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα. Το ποσοστό αυτό ήταν μεγαλύτερο στο πρώτο χέρι συγκομιδής και τα θραύσματα εντοπίστηκαν σχεδόν στο σύνολό τους στα πλά- 47

59 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα για του πυρήνα. Τα αποτελέσματα όλων των μεταχειρίσεων και στις τρεις συγκομιδές δίνονται στον πίνακα 9. Πίνακας 9: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 26. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % Πλάγια θραύσματα % Θραύσματα μύτης % η συγκομιδή ΑΡΑΙΩΜΑ ΠΡΙΝ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 28,8 a 2,7 a 4, a 2 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 4,24 b 9,7 b,7 a ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ,2 b 9,7 b,86 b 2η συγκομιδή ΑΡΑΙΩΜΑ ΠΡΙΝ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 2, a 9,7 a,62 a 2 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 2,97 b, b,82 b ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ, b 9,7 b,96 c η συγκομιδή ΑΡΑΙΩΜΑ ΠΡΙΝ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 2,6 a 8, a 2,8 a 2 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ 9,99 b 8,64 b, b ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΤΑ ΤΗ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ,2 b 9,28 b,24 b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Η μεταχείριση που μείωσε το ποσοστό των καρπών με θραύσματα στον πυρήνα ήταν το καθυστερημένο αραίωμα των καρπών, μετά το τέλος της σκλήρυνσης του πυρήνα. Σχεδόν το σύνολο των θραυσμάτων εντοπίστηκαν στα πλάγια του πυρήνα, κοντά στον ποδίσκο του καρπού. Το τελευταίο έτος των πειραμάτων (27) πραγματοποιήθηκαν επεμβάσεις διαφορετικού χρόνου και έντασης αραιώματος καρπών στην ποικιλία Andross. Όταν το αραίωμα των καρπών πραγματοποιήθηκε πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα, το ποσοστό των καρπών με θραύσματα ήταν αυξημένο κατά 8,8 έως 27,2% σε σχέση με τους καρπούς που αραιώθηκαν κατά ή μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα αντίστοιχα. Όταν πραγματοποιήθηκε αυστηρό αραίωμα των καρπών (ένας καρπός ανά 2 εκ. βλαστού), το ποσοστό των καρπών με θραύσματα ήταν αυξημένο κατά,2 έως,6% σε σχέση με τις μεταχειρίσεις μέσου ή ελαφρού αραιώματος (ένας καρπός ανά ή εκ. βλαστού, αντίστοιχα). Τα αποτελέσματα όλων των μεταχειρίσεων παρατίθενται στον πίνακα 2. 48

60 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα Πίνακας 2: Ποσοστό καρπών ποικιλίας Andross με θραύσματα πυρήνα στον πειραματικό αγρό το έτος 27. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ Καρποί με θραύσματα % ΠΡΩΙΜΟ ΑΡΑΙΩΜΑ 2. a 2 ΜΕΣΟ ΑΡΑΙΩΜΑ 8. b ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΜΕΝΟ ΑΡΑΙΩΜΑ 6.9 b 4 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ 2.4 b ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ 9.2 b 6 ΑΡΑΙΩΜΑ ΚΑΡΠΩΝ ΑΝΑ 2 cm. ΜΗΚΟΣ ΒΛΑΣΤΟΥ 2. a Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Από τα δεδομένα των παρατηρήσεων που πραγματοποιήθηκαν για τη μελέτη του φαινομένου των θραυσμάτων πυρήνα στα βιομηχανικά ροδάκινα, αλλά και από τα αποτελέσματα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν, γίνεται αντιληπτό ότι καθοριστικό παράγοντα στην ένταση του φαινομένου αποτελεί το μέγεθος του καρπού και κατά συνέπεια το μέγεθος του πυρήνα. Οι παράγοντες οι οποίοι επάγουν την παραγωγή μεγάλου μεγέθους καρπούς, όπως αυστηρό και πρώιμο αραίωμα καρπών, μειωμένη καρπόδεση, θερινό κλάδευμα, έχουν ως αποτέλεσμα και μεγαλύτερη συχνότητα ύπαρξης θραυσμάτων πυρήνα στους καρπούς κατά την κοπή αυτών στη βιομηχανία. Αρχικά διατυπώθηκε η άποψη ότι οι λεπίδες των κοπτικών μηχανημάτων χτυπούν πάνω στους μεγαλύτερους πυρήνες, προκαλώντας έτσι τη θραύση τους και την παραγωγή των θραυσμάτων. Μετά από προσεκτικές παρατηρήσεις και μελέτη του τρόπου λειτουργίας των μηχανημάτων αποπυρήνωσης όμως, διαπιστώθηκε ότι οι λεπίδες των κοπτικών μηχανημάτων εισέρχονται μέσα στον καρπό σε βάθος μόνο λίγων χιλιοστών, οπότε και αποκλείστηκε η περίπτωση της θραύσης του πυρήνα από τη λειτουργία των κοπτικών μηχανών. Στους μεγαλύτερους πυρήνες, εκτός από μεγαλύτερο συνολικό μέγεθος, παρατηρήθηκαν και μεγαλύτερου μεγέθους εγκολπώσεις και εξογκώματα, ιδιαί- 49

61 Αποτελέσματα - Βιομηχανικά ροδάκινα τερα στην περιοχή που ενώνονται τα δύο ημισφαίρια του πυρήνα. Τα μεγαλύτερα αυτά εξογκώματα είτε βρίσκονται πιο στενά συνδεδεμένα με τη σάρκα οπότε και αποκολλώνται ευκολότερα από τον πυρήνα, είτε λόγω μεγέθους είναι και πιο εύθραυστα απέναντι στις δυνάμεις που ασκούνται κατά την αποπυρήνωση των καρπών. Γι αυτό και όσο μεγαλύτερος είναι ο καρπός, αρά και μεγαλύτερος ο πυρήνας, τόσο αυξάνεται η συχνότητα ύπαρξης θραυσμάτων πυρήνα στους καρπούς κατά την κοπή αυτών.

62 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 4. Αποτελέσματα Συζήτηση - επιτραπέζια ροδάκινα 4.. Μελέτη της ανάπτυξης του πυρήνα σε επιτραπέζια ροδάκινα Η σκλήρυνση του πυρήνα στην ποικιλία June Gold πραγματοποιήθηκε κατά το δεύτερο στάδιο ανάπτυξης του καρπού και διήρκησε ημέρες (9 28 Μαΐου) (Σχήμα ). 7 ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΟΥ (cm.) 6 4 Σκλήρυνση πυρήνα 2 / 2/ 9/ 26/ 2/6 9/6 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Σχήμα : Καμπύλη αύξησης καρπού, ποικιλία JUNE GOLD. Η έναρξη της σκλήρυνσης διαπιστώθηκε αρχικά στο άκρο του πυρήνα απέναντι από τον ποδίσκο και βαθμιαία προχώρησε προς τον ποδίσκο. Η διαπίστωση αυτή έγινε τόσο οπτικά, όσο και με τις δοκιμές βαφής του πυρήνα, ώ- στε να προσδιοριστεί η εναπόθεση λιγνίνης στον πυρήνα του καρπού. Στις παρακάτω φωτογραφίες (Εικόνες, 2,, 4) απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα η περιοχή όπου έχει εναποτεθεί η λιγνίνη. Όσο πιο έντονο είναι το κόκκινο χρώμα τόσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση της λιγνίνης, ενώ χαρακτηριστική είναι η ύπαρξη διόδων καναλιών μέσα στον πυρήνα που αποτελούνται από τις ηθμαγγειώδης δεσμίδες που μεταφέρουν θρεπτικά στοιχεία στο αναπτυσσόμενο έμβρυο.

63 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα Εικ. : Βαφή πυρήνα 9--2 Εικ. 2: Βαφή πυρήνα Εικ. : Βαφή πυρήνα Εικ. 4: Βαφή πυρήνα Όπως προκύπτει από την καμπύλη αύξησης των καρπών των διαφόρων μεταχειρίσεων, οι καρποί των δέντρων τα οποία αραιώθηκαν αργότερα από τα υπόλοιπα είχαν μικρότερη διάμετρο, μήκος και βάρος κατά τη διάρκεια σκλήρυνσης του πυρήνα (Σχήματα 2, και 4), ενώ και κατά τη συγκομιδή το μέσο μέγεθος των καρπών αυτών ήταν σημαντικά μικρότερο σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις. 2

64 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 8 ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΟΥ (cm.) / 2/ 9/ 26/ 2/6 9/6 6/6 2/6 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Μάρτυρας Αραίωμα αργα Θερινό αργα Perlan % Σχήμα 2: Επίδραση των μεταχειρίσεων στη διάμετρο των καρπών ποικιλίας JUNE GOLD. 8, ΜΗΚΟΣ ΚΑΡΠΩΝ (cm.) 7, 6,, 4,, 2, / 9/ / 7/ 22/ 2/ 29/ 7/6 /6 22/6 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Θερινό αργά Αραίωμα αργα Μάρτυρας Perlan % Σχήμα : Επίδραση των μεταχειρίσεων στο μήκος των καρπών ποικιλίας JUNE GOLD.

65 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 2 Βάρος καρπών (gr.) 2 / 2/ 9/ 26/ 2/6 9/6 6/6 2/6 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Μάρτυρας Αραίωμα αργά Θερινό αργά Perlan % Σχήμα 4: Επίδραση των μεταχειρίσεων στο βάρος των καρπών ποικιλίας June Gold. Η διάμετρος του πυρήνα του καρπού στις διάφορες μεταχειρίσεις αυξήθηκε μέχρι το τέλος του 2 ου σταδίου ανάπτυξης και κατόπιν παρέμεινε σταθερή. Οι καρποί των δέντρων που αραιώθηκαν αργότερα από τις άλλες μεταχειρίσεις είχαν πυρήνες μικρότερης διαμέτρου (Σχήμα ). 2,9 ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑ (cm.) 2,7 2, 2, 2,,9,7, / 2/ 9/ 26/ 2/6 9/6 6/6 2/6 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Μάρτυρας Αραίωμα αργά Θερινό αργά Perlan % Σχήμα : Επίδραση των μεταχειρίσεων στη διάμετρο του πυρήνα των καρπών ποικιλίας JUNE GOLD. 4

66 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 4.2. Μελέτη του φαινομένου των σπασμένων πυρήνων σε επιτραπέζια ροδάκινα Το έτος 2 οι καρποί με σχισμένους πυρήνες, με σπασμένους πυρήνες καθώς και οι καρποί με κομμίωση στο εσωτερικό του πυρήνα διέφεραν από μεταχείριση σε μεταχείριση τόσο στο πρώτο όσο και στο δεύτερο χέρι συγκομιδής και τα αποτελέσματα δίνονται στους Πίνακες & 2. Πίνακας : Ποσοστά % καρπών με σχισμένους και σπασμένους πυρήνες και με κομμίωση στο εσωτερικό του πυρήνα. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ cm. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑ cm. ΒΑΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ gr ΦΑΝΕΡΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΚΡΥΦΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΣΠΑΣΜΕΝΟΙ ΠΥΡΗΝΕΣ % ΚΟΜΜΙΩΣΗ % 2 ΑΡΑΙΩΜΑ + ΘΕΡΙΝΟ (7/) ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ (/6) ΘΕΡΙΝΟ ΑΡΓΑ (/6) 7,8 a 2,6 a 2,79 a 2,84 a 7,84 a 7,8 a 8, b 6,96 a 2,26 a 89,99 b 8, c 8, d 8, c 6,67 c 7,4 a 2,4 a 26,6 a 8, c 62, b 4,7 b 7,2 a 4 PERLAN % (2/) 7,42 a 2,9 a 22,9 a 2, b 8, c 2,2 b 8, b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Το καθυστερημένο αραίωμα των καρπών ( ημέρες μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα) μείωσε σημαντικά το ποσοστό των καρπών με σχισμένους και σπασμένους πυρήνες και η παρουσία κομμίωσης στους καρπούς. Το μέσο βάρος των καρπών κατά τη συγκομιδή ήταν σημαντικά μικρότερο στους καρπούς που αραιώθηκαν αργότερα, αλλά η εμπορική αξία των καρπών αυτών ήταν μεγαλύτερη λόγω της απουσίας σπασμένων πυρήνων και του ομοιόμορφου στρόγγυλου σχήματος των καρπών.

67 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα Πίνακας 2: Ποσοστά % καρπών με σχισμένους και σπασμένους πυρήνες και με κομμίωση στο εσωτερικό του πυρήνα στα δύο χέρια συγκομιδής. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ cm. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑ cm. ΒΑΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ gr ΦΑΝΕΡΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΚΡΥΦΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΣΠΑΣΜΕΝΟΙ ΠΥΡΗΝΕΣ % ΚΟΜΜΙΩΣΗ % ο Χέρι Συγκομιδής ΑΡΑΙΩΜΑ + ΘΕΡΙΝΟ (7/) ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ (/6) ΘΕΡΙΝΟ ΑΡΓΑ (/6) PERLAN % (2/) ΑΡΑΙΩΜΑ + ΘΕΡΙΝΟ (7/) ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ (/6) ΘΕΡΙΝΟ ΑΡΓΑ (/6) 7,42 a 2,26 a 24,89 a 6,67 a 7, a 8, a 8, b 7,4 b 2,47 a 8,88 b 8, b 8, b 8, b 6,67 c 7,4 a 2,26 a 28,2 a 8, b 66,67 a 66,67 a 9,67 a 7,6 a 2,8 a 224,7 a 6,67 a 8, a 8, a 8, a 2ο Χέρι Συγκομιδής 6,9 a 2,6 a 28,68 a 2, a 66,67 a 8, a 8, a 6,77 a 2, a 98, b 8, b 8, b 8, b 6,67 c 6,88 a 2, a 24,46 a 8, b 8, a 4,67 a 8, a 4 PERLAN % (2/) 7,2 a 2,2 a 22,46 a 8, b 8, a 4,67 a, b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Το έτος 26 πραγματοποιήθηκαν μεταχειρίσεις διαφορετικού χρόνου α- ραιώματος καρπών και ψεκασμοί με το σκεύασμα Perlan, οι οποίες συνδυάστηκαν με διαφυλλικούς ψεκασμούς ασβεστίου. Κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα, καρποί από τα δέντρα στα οποία εφαρμόστηκε πρώιμο, μέσο και όψιμο αραίωμα, κόπηκαν από τα δέντρα και μεταφέρθηκαν στο εργαστήριο για να μετρηθεί η παραγωγή του αιθυλενίου. Στη μέτρηση η οποία πραγματοποιήθηκε ημέρες μετά την άνθηση, στο τέλος της σκλήρυνσης του πυρήνα μετρήθηκε σημαντικά μεγαλύτερη παραγωγή αιθυλενίου από τους καρπούς της πρώιμης εφαρμογής αραιώματος σε σχέση με τις άλλες δύο μεταχειρίσεις (Σχήμα 6). Μετά τη μέτρηση του αιθυλενίου, οι ίδιοι καρποί κόπηκαν στη μέση και διαπιστώθηκε ότι αυτοί είχαν στην πλειονότητά τους σπασμένο ή σχισμένο πυρήνα. 6

68 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα.6 Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση Αραίωμα κατά τη σκλήρυνση nl ethylene/g.h Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα 6. Παραγωγή αιθυλενίου από τους αναπτυσσόμενους καρπούς. Από τις δοκιμαστικές κοπές που πραγματοποιήθηκαν σε καρπούς τα προηγούμενα έτη για να μελετηθεί το σπάσιμο του πυρήνα, διαπιστώθηκε ότι το σπάσιμο του πυρήνα, καθώς και ο διαχωρισμός των δύο ημισφαιρίων στους σχισμένους πυρήνες πραγματοποιείται κατά το τελευταίο στάδιο της σκλήρυνσης του πυρήνα. Το σπάσιμο αυτό του πυρήνα και η αποκόλλησή του από το αναπτυσσόμενο έμβρυο προκαλεί πληγή στον καρπό η οποία εκδηλώνεται με παραγωγή αιθυλενίου, όπως συμβαίνει σε κάθε πλήγωμα ή μωλωπισμό καρπών. Το ποσοστό των καρπών με σχισμένους και σπασμένους πυρήνες ήταν σημαντικά μειωμένο όταν το αραίωμα των καρπών πραγματοποιήθηκε αργά ( ημέρες μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα), σε σχέση με το πρώιμο ή μέσο αραίωμα καρπών. Οι ψεκασμοί των δέντρων με ασβέστιο καθώς και ο ψεκασμός με Perlan δεν επηρέασαν την ένταση του φαινομένου (Πίνακας ). 7

69 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα Πίνακας : Ποσοστά % καρπών με σχισμένους και με σπασμένους πυρήνες και με κομμίωση στο εσωτερικό του πυρήνα στα δύο χέρια συγκομιδής, (Δείγμα καρπών σε κάθε χέρι συγκομιδής). A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ cm. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑ cm. ΒΑΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ gr ΦΑΝΕΡΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΚΡΥΦΟ ΣΧΙΣΙΜΟ % ΣΠΑΣΜΕΝΟΙ ΠΥΡΗΝΕΣ % ο Χέρι Συγκομιδής ΑΡΑΙΩΜΑ ΝΩΡΙΣ ΑΡΑΙΩΜΑ ΝΩΡΙΣ + Ca ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΣΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΣΟ + Ca ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ + Ca 7,9 2,28 2,64 4,28c 8,9 c 76,9 c 7,48 2,7 28,82,6 c 77,27 c 72,7 c 6,84 2,7 92,8 4,76 b 47,62 b 8, b 6,9 2,9 8,28, b 4, b 4, b 6, 2, 7,29, a, a, a 6,2 2, 69,6, a, a 6,67 a 7 PERLAN % 7,48 2,8 22,67 6,67 c 72,22 c 77,78 c PERLAN % + Ca ΑΡΑΙΩΜΑ ΝΩΡΙΣ ΑΡΑΙΩΜΑ ΝΩΡΙΣ + Ca ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΣΟ ΑΡΑΙΩΜΑ ΜΕΣΟ + Ca ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ + Ca 7,92 2,2 22,7 7,6 c 7,8 c 76,47 c 2ο Χέρι Συγκομιδής 7,7 2,7 2,8 9,9 c 4,4 c 4, c 7, 2,2 2,9,64 c 4,9 c 9,9 c 6,9 2, 9,7 4, b 22,7 b 27,27 b 6,82 2,4 92,64 4,76 b 27,27 b,82 b 6,9 2, 6,9, a 8,7 a,4 a,9 2, 62,9, a 4, a,64 a 7 PERLAN % 7,9 2, 2,4,4 c 47,8 c 2,7 c 8 PERLAN % + Ca 6,89 2, 24,7 2, c 2,7c 47,8 c Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. 8

70 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα Το έτος 27 πραγματοποιήθηκαν μόνο δύο μεταχειρίσεις διαφορετικού χρόνου αραιώματος καρπών (πριν και μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα). Οι μεταχείριση η οποία μείωσε σημαντικά το ποσοστό των καρπών με σχισμένους και σπασμένου πυρήνες ήταν το καθυστερημένο αραίωμα των καρπών (Πίνακας 4). Με το καθυστερημένο αραίωμα μειώθηκε η διάμετρος του καρπού στο σημείο της ραφή, ενώ η διάμετρος του καρπού ανάμεσα στα δύο ημισφαίρια (μάγουλα) δε διέφερε σημαντικά στις δύο μεταχειρίσεις. Συνέπεια αυτού ήταν ο λόγος των δύο διαμέτρων (ραφή / μάγουλο) να είναι σημαντικά μεγαλύτερος στους καρπούς που αραιώθηκαν πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα και οι καρποί να μην έχουν στρόγγυλο σχήμα. Το μέσο βάρος του καρπού και η διάμετρος του πυρήνα δε διέφεραν σημαντικά στις δύο μεταχειρίσεις. Πίνακας 4: Μέγεθος καρπών και πυρήνων και ποσοστά % καρπών με σπασμένους πυρήνες μετά από εφαρμογή πρώιμου και όψιμου αραιώματος. A/A ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗ ΒΑΡΟΣ ΚΑΡΠΩΝ cm. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΟΥ - ΡΑΦΗ εκ. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΠΟΥ - ΜΑΓΟΥΛΟ εκ. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΡΑΦΗ/ ΜΑΓΟΥΛΟ. ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑ χιλ. ΣΠΑΣΜΕΝΟΙ ΠΥΡΗΝΕΣ % ΑΡΑΙΩΜΑ ΑΡΓΑ, a 6,99 a 66,99 a,99 a 2,2 a 8,8 a 2 ΑΡΑΙΩΜΑ ΝΩΡΙΣ 6,26 a 69, b 66,62 a, b 2,67 a 77,27 b Οι τιμές εντός των στηλών που ακολουθούνται από το ίδια γράμμα δεν είναι στατιστικώς σημαντικές σύμφωνα με το κριτήριο Duncan για επίπεδο σημαντικότητας P<,, n= επαναλήψεις. Από τα δεδομένα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν συμπεραίνεται ότι όταν το αραίωμα των καρπών πραγματοποιείται νωρίς, πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα, το ποσοστό των καρπών με σπασμένους και σχισμένους πυρήνες είναι σημαντικά μεγαλύτερο από όταν το αραίωμα γίνεται μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα. Η επίδραση καλλιεργητικών παραγόντων όπως ο βαθμός και ο χρόνος αραιώματος και το θερινό κλάδευμα στην εμφάνιση σπασμένων και σχισμένων πυρήνων σε επιτραπέζιες ποικιλίες ροδακινιάς έχει αναφερθεί και παλαιότερα. Οι Claypool et al. (972) κατέγραψαν αυξημένο ποσοστό καρπών με σχισμένους πυρήνες όταν το αραίωμα πραγματοποιήθηκε 2 εβδομάδες πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα, καθώς και όταν υπήρχε μικρή παραγωγή ανά δέντρο (αυστηρό αραίωμα). Παρόμοια επίδραση του χρόνου αραιώματος στο ποσοστό 9

71 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα σπασμένων και σχισμένων πυρήνων αναφέρουν και οι Nakano and Nakamura (22), αλλά και ο Ojer (28) στη συμπύρηνη ποικιλία Fortuna. Το αυστηρό αραίωμα, δηλαδή ο μικρός αριθμός καρπών, καθώς και το αραίωμα των καρπών πριν τη σκλήρυνση του πυρήνα έχουν σαν αποτέλεσμα περισσότερα προϊόντα φωτοσύνθεσης να αποθηκεύονται ανά καρπό (Davis, 9, Davis, 94, Andrews, 978) δημιουργώντας έτσι μεγαλύτερη οσμωτική πίεση με συνέπεια μεγαλύτερη απορρόφηση νερού και ταχύτερη αύξηση του μεγέθους των κυττάρων της σάρκας. Την ίδια χρονική περίοδο όμως ο πυρήνας έχει αρχίσει να σκληραίνει, άρα τα κύτταρά του δεν μπορούν να μεγαλώσουν με την ίδια ταχύτητα όπως η σάρκα. Η αυξημένη ταχύτητα διόγκωσης των κυττάρων της σάρκας προκαλεί ακτινωτή τάνυση των κυττάρων της σάρκας προς το εξωτερικό του καρπού και συμπαρασύρει μαζί και τα κύτταρα του πυρήνα, τα οποία δεν μπορούν να διογκωθούν με τον ίδιο ρυθμό, με αποτέλεσμα την ατελή συγκόλληση μεταξύ τους και το σπάσιμο του πυρήνα. 6

72 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 4.. Ποσοτικός προσδιορισμός της λιγνίνης του πυρήνα Το έτος 26 πραγματοποιήθηκαν μόνο τρεις δειγματοληψίες καρπών για μέτρηση της λιγνίνης, 4, και ημέρες μετά την πλήρη άνθηση. Η πρώτη δειγματοληψία καρπών έγινε δύο ημέρες μετά το πρώιμο αραίωμα των καρπών, πριν αρχίσει να σκληραίνει ο πυρήνας των καρπών. Όπως διαπιστώνεται από το σχήμα 6 στους καρπούς της μεταχείρισης του πρώιμου αραιώματος μετρήθηκε μεγαλύτερη περιεκτικότητα λιγνίνης στην αρχή της σκλήρυνσης του πυρήνα, η οποία όμως παρέμεινε σταθερή μετά την η ημέρα μετά την άνθηση, ενώ στους καρπούς των άλλων δύο μεταχειρίσεων η παραγωγή της λιγνίνης συνεχίστηκε μέχρι και ημέρες μετά την άνθηση, όταν πλέον είχε σκληρύνει εντελώς ο πυρήνας. 2 Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση Αραίωμα κατά τη σκλήρυνση 2 mg lignin/g DW Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα 7: Περιεκτικότητα πυρήνων σε λιγνίνη (mg/g DW) κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα το 26. Το έτος 27 οι δειγματοληψίες των καρπών για τη μέτρηση της περιεκτικότητας των πυρήνων σε λιγνίνη πραγματοποιήθηκε από την 2 η ημέρα μετά την ανθοφορία, 6 ημέρες πριν την εφαρμογή του πρώιμου αραιώματος. Ήδη δύο ημέρες μετά την εφαρμογή του πρώιμου αραιώματος, στους καρπούς αυτής της μεταχείρισης μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα λιγνίνης στον πυρήνα των καρπών (Σχήμα 8). Η σκλήρυνση του πυρήνα έγινε αντιληπτή από τις δοκιμαστικές κοπές των καρπών 4 ημέρες μετά την άνθηση στους 6

73 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα καρπούς που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα, ενώ στους καρπούς που δέχτηκαν όψιμο αραίωμα αυτό διαπιστώθηκε περίπου ημέρες αργότερα. Η περιεκτικότητα σε λιγνίνη των πυρήνων των καρπών που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα ήταν σημαντικά υψηλότερο μέχρι και την η ημέρα μετά την άνθηση, όπου είχε ολοκληρωθεί η σκλήρυνση του πυρήνα. Στις δύο μεταγενέστερες μετρήσεις όμως διαπιστώθηκε ότι οι καρποί της μεταχείρισης όψιμου αραιώματος συνέχιζαν να παράγουν λιγνίνη για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα με αποτέλεσμα να έχουν τελικά σημαντικά μεγαλύτερη περιεκτικότητα λιγνίνης. 2 2 Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση mg lignin/g DW 4 6 Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα 8: Περιεκτικότητα πυρήνων σε λιγνίνη (mg/g DW) κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα το 27. Το πρώιμο αραίωμα των καρπών και η αφαίρεσή τους από το δέντρο προκαλεί κάποιας μορφή καταπόνηση στο δέντρο και στους καρπούς η οποία εκδηλώνεται με την γρηγορότερη παραγωγή λιγνίνης στους καρπούς σε αντίθεση με τις μεταχειρίσεις στις οποίες το αραίωμα των καρπών εφαρμόστηκε αργότερα Δοκιμές ενζύμων της βιοσύνθεσης της λιγνίνης Το έτος 27, παράλληλα με τον ποσοτικό προσδιορισμό της λιγνίνης, μετρήθηκε και η ειδική δράση των ενζύμων που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση και πολυμερισμό της λιγνίνης. Το πρώτο ένζυμο με το οποίο ξεκινά χρονικά η βιοσύνθεση της λιγνίνης αλλά και των υπολοίπων φαινολικών ουσιών είναι η αμμωνιακή λυάση της φαι- 62

74 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα νυλαλανίνης (phenylalanine ammonia lyase, PAL). Το τελευταίο στάδιο της βιοσύνθεσης των μονολιγνολών είναι η αναγωγή των υδροξυκινναμυλικών αλδεϋδών σε αλκοόλες με τη δράση του ενζύμου αφυδρογονάση της κινναμυλικής αλκοόλης (cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD). Η ειδική δράση της PAL αυξάνεται όταν αρχίζει και η παραγωγή της λιγνίνης στον πυρήνα του καρπού, και αυξάνεται όσο παράγεται συνεχώς η λιγνίνη και εναποτίθεται στους πυρήνες των καρπών (Σχήμα 9). Παρόμοια αύξηση παρατηρείται και στην ειδική δράση του ενζύμου CAD κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα. Στους καρπούς που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα διαπιστώθηκε μεγαλύτερη ειδική δράση των ενζύμων PAL και CAD σε σχέση με τους καρπούς του ό- ψιμου αραιώματος τις πρώτες ημέρες σκλήρυνσης του πυρήνα μέχρι και την η ημέρα μετά την άνθηση. Κατόπιν όμως, στους καρπούς στους οποίους ε- φαρμόστηκε όψιμο αραίωμα μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη ειδική δράση των ενζύμων άρα και μεγαλύτερη παραγωγή λιγνίνης όπως επισημάνθηκε παραπάνω. Παρόμοια αύξηση της ειδικής δράσης της PAL αναφέρθηκε πρόσφατα και από τους Dardick et al. (2) στη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα παράλληλα με την παραγωγή της λιγνίνης, ενώ δεν βρέθηκε προηγούμενη αναφορά για τη δράση του ενζύμου CAD στους πυρήνες ροδακινιάς. Η άμεση συσχέτιση της δράσης των δύο ενζύμων με τη βιοσύνθεση της λιγνίνης έχει αναφερθεί και παλαιότερα σε καρπούς μουσμουλιάς (Cai et al., 26) αλλά και νεαρούς βλαστούς φορσύθιας (Mansell et al., 974), τομάτας και λεύκας (Roth et al., 997). Οι διαφορές στην ειδική δράση των ενζύμων μεταξύ των διαφορετικών χρόνων εφαρμογής του αραιώματος των καρπών έχει σαν αποτέλεσμα και τις διαφορές που επισημάνθηκαν παραπάνω στην παραγωγή λιγνίνης στους πυρήνες των καρπών. Παρόμοια επίδραση της δράσης της PAL και της CAD στην βιοσύνθεση της λιγνίνης έχει καταγραφεί και σε φυτά καπνού από τους Bate et al. (994) και τους Halpin et al. (994) αντίστοιχα. 6

75 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα 8 PAL Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση Units Ημέρες μετά την άνθηση 6 CAD 4 Units Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα 9: Ειδική δράση των ενζύμων PAL και CAD κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα το 27. Με τη δράση της CAD παράγονται τα μονομερή της λιγνίνης, οι μονολιγνόλες. Στο επόμενο στάδιο οι μονολιγνόλες πολυμερίζονται και συνθέτουν την τελική μορφή της λιγνίνης με τη δράση των υπεροξειδασών (PODs) και λακκασών (οξυδοαναγωγάση της παρα-διφαινόλης). Αρχικά διαχωρίστηκαν οι υδατοδιαλυτές μορφές των ενζύμων από τις δεσμευμένες στο κυτταρικό τοίχωμα. Κατά τη μέτρηση της ειδικής δράσης των δύο αυτών ενζύμων δοκιμάστηκε η συγγένειά τους δύο διαφορετικά υποστρώματα, την γουαϊακόλη και την συριγκαλδαζίνη, τόσο στο εκχύλισμα των υδατοδιαλυτών (soluble) PODs + λακκασών, όσο και των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound) PODs + λακκασών. Όσον αφορά τα δύο υποστρώματα, όλες οι μορφές των ενζύμων είχαν μεγαλύτερη συγγένεια με το υπόστρωμα της συριγκαλδαζίνης από ότι με την 64

76 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα γουαϊακόλη (Σχήματα & ). Η ειδική δράση των υπεροξειδασών ήταν έως και φορές μεγαλύτερη όταν ως υπόστρωμα χρησιμοποιήθηκε η συριγκαλδαζίνη αντί της γουαϊακόλης, ενώ η ειδική δράση των λακκασών βρέθηκε περίπου φορές υψηλότερη αντίστοιχα. Κατά τη δοκιμή των υδατοδιαλυτών μορφών των δύο ενζύμων δεν εντοπίστηκαν σημαντικές διαφορές της ειδικής τους δράσης μεταξύ των δύο μεταχειρίσεων. Η ειδική δράση των υδατοδιαλυτών λακκασών και υπεροξειδασών (Σχήματα & αντίστοιχα) αυξανόταν συνεχώς κατά τη διάρκεια παραγωγής της λιγνίνης και παρουσίασε απότομη μείωση στο τέλος της σκλήρυνσης του πυρήνα, όπου έχει σχεδόν ολοκληρωθεί και η παραγωγή της λιγνίνης. G-laccases soluble 6 S-Laccases soluble 4 Units 2 Units Ημέρες μετά την άνθηση Ημέρες μετά την άνθηση 8 6 G-Laccases wall-bound Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση 8 S-Laccases wall-bound Units 4 Units Ημέρες μετά την άνθηση Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα : Ειδική δράση των υδατοδιαλυτών (soluble) και των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound) λακκασών με χρήση δύο υποστρωμάτων, της γουαϊακόλης και της συριγκαλδαζίνη, G Laccases και S Laccases αντίστοιχα. Κατά τη δοκιμή των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound) υπεροξειδασών και λακκασών εντοπίστηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μεταχειρίσεων. Από την έναρξη της σκλήρυνσης του πυρήνα, 4 ημέρες μετά την άνθηση, στο ενδοκάρπιο των καρπών της μεταχείρισης του πρώιμου αραιώματος μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη ειδική δράση τόσο των λακκασών όσο και των υπεροξειδασών (Σχήματα & αντίστοιχα), μέχρι και την η 6

77 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα ημέρα μετά την άνθηση, όπου είχε σχεδόν ολοκληρωθεί η σκλήρυνση του πυρήνα. Η ειδική δράση των δύο ενζύμων στους καρπούς του πρώιμου αραιώματος σημείωσε αύξηση μέχρι την 47 η ημέρα μετά την άνθηση ενώ μετά άρχισε να μειώνεται, ενώ στους καρπούς του όψιμου αραιώματος η μέγιστη δράση των δύο ενζύμων μετρήθηκε ημέρες μετά την άνθηση και μετά μειώθηκε. G-POD soluble S-POD soluble 4 4 Units 2 Units Ημέρες μετά την άνθηση Ημέρες μετά την άνθηση G-POD wall-bound Αραίωμα πριν τη σκλήρυνση Αραίωμα μετά τη σκλήρυνση S-POD wall-bound 2 Units Units Ημέρες μετά την άνθηση Ημέρες μετά την άνθηση Σχήμα : Ειδική δράση των υδατοδιαλυτών (soluble) και των δεσμευμένων στο κυτταρικό τοίχωμα (wall-bound) υπεροξειδασών με χρήση δύο υποστρωμάτων, της γουαϊακόλης και της συριγκαλδαζίνη, G PODs και S PODs αντίστοιχα. Από τα αποτελέσματα των παραπάνω δοκιμών διαπιστώνεται ότι τόσο οι υπεροξειδάσες όσο και οι λακκάσες συμμετέχουν στον πολυμερισμό της λιγνίνης κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του πυρήνα. Συμμετοχή τόσο των υπεροξειδασών όσο και των λακκασών κατά τη λιγνινοποίηση του πυρήνα του ροδάκινου έχει αναφερθεί και παλαιότερα (Abeles and Biles, 99, Alba et al., 996, 999, 2, Dardick et al., 2). Οι Alba et al. (2) αναφέρουν ότι οι δεσμευμένες στο κυτταρικό τοίχωμα υπεροξειδάσες και λακκάσες παρουσιάζουν υψηλότερη ειδική δράση από τις υδατοδιαλυτές μορφές των ενζύμων. H αύξηση της ειδικής δράσης της υπεροξειδάσης κατά τη σκλήρυνση του πυρήνα συμπίπτει με την αύξηση της παραγωγής της λιγνίνης, όπως επίσης αναφέρουν και οι Dardick et al. (2). Οι Cai et al. (26) διαπίστωσαν σε καρπούς μουσμου- 66

78 Αποτελέσματα Επιτραπέζια ροδάκινα λιάς ότι η αύξηση της παραγωγής λιγνίνης στους καρπούς συμπίπτει με την αύξηση της ειδικής δράσης της υπεροξειδάσης αλλά και των ενζύμων PAL και CAD. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών της ειδικής δράσης όλων των ενζύμων προκύπτει ότι ο διαφορετικός χρόνος αραιώματος των καρπών έχει ως αποτέλεσμα χρονική διαφορά στην δράση των ενζύμων άρα και την παραγωγή της λιγνίνης. Οι καρποί από τα δέντρα που δέχτηκαν πρώιμο αραίωμα άρχισαν να σχηματίζουν λιγνίνη νωρίτερα σε σχέση με τους καρπούς από δέντρα που δέχτηκαν αραίωμα μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα. Πιθανόν η αφαίρεση των καρπών από το δέντρο να επιφέρει κάποια καταπόνηση στο δέντρο και στους εναπομείναντες καρπούς η οποία εκδηλώνεται με την πρωιμότερη και ταχύτερη παραγωγή λιγνίνης. Επίσης στη μεταχείριση του πρώιμου αραιώματος η συνολική παραγωγή λιγνίνης στο ενδοκάρπιο είναι μικρότερη και διήρκησε λιγότερες ημέρες σε σχέση με τη μεταχείριση του όψιμου αραιώματος, ενώ παράλληλα το μέγεθος αυτών των καρπών και των πυρήνων τους ήταν μεγαλύτερο. Πιθανόν στους καρπούς του πρώιμου αραιώματος ο πολυμερισμός της λιγνίνης να γίνεται πολύ γρήγορα και η σύνδεση μεταξύ τους άρα και η όλη δομή της λιγνίνης να μη γίνεται τόσο ισχυρή όσο όταν η όλη διαδικασία γίνεται με πιο αργό ρυθμό. 67

79 Συμπεράσματα 4. Συμπεράσματα Το σχίσιμο και το σπάσιμο του πυρήνα των καρπών ροδακινιάς αποτελεί σημαντικό παράγοντα ποιοτικής υποβάθμισης τόσο των νωπών καρπών όσο και των προϊόντων των βιομηχανιών μεταποίησης. Καθοριστικός παράγοντας του φαινομένου αποτελεί η ευαισθησία της κάθε ποικιλίας. Ωστόσο από τα δεδομένα της παρούσας εργασίας γίνεται αντιληπτό ότι οι κατάλληλες καλλιεργητικές πρακτικές δύνανται να περιορίσουν τις συνέπειες του φαινομένου στο ελάχιστο. Στα συμπύρηνα ροδάκινα, το οποία προορίζονται για βιομηχανική χρήση, το ελαφρύ και όψιμο αραίωμα των καρπών, μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα, όψιμο θερινό κλάδευμα και αφαίρεση λαίμαργων βλαστών μπορούν να περιορίσουν σημαντικά την ένταση του φαινομένου. Στα επιτραπέζια ροδάκινα το φανερό σχίσιμο και το κρυφό σχίσιμο του πυρήνα, οι σπασμένοι πυρήνες και η παρουσία κόμεος στο εσωτερικό των καρπών των ποικιλιών που έχουν πρόβλημα περιορίστηκε σημαντικά από το όψιμο αραίωμα των καρπών, μετά το πέρας της σκλήρυνσης του πυρήνα. Το όψιμο αραίωμα είχε ως αποτέλεσμα οι καρποί να είναι μικρότεροι στα δύο πρώτα στάδια ανάπτυξής τους και το τελικό μέγεθος και βάρος τους να είναι σημαντικά μικρότερα, κατάλληλο όμως για την εμπορία και διάθεσή τους για κατανάλωση. Οι καρποί αυτοί όμως ήταν ομοιόμορφου σφαιρικού σχήματος, με επιθυμητά χαρακτηριστικά για την εμπορία τους. Το όψιμο αραίωμα των καρπών στις ποικιλίες που τείνουν να παράγουν καρπούς με σπασμένο ή σχισμένο πυρήνα επιδρά και στη διαδικασία σύνθεσης της λιγνίνης. Το αυστηρό ή και πρώιμο αραίωμα των καρπών, μετά τη σκλήρυνση του πυρήνα, είχε ως συνέπεια τη μικρότερη διάρκεια σκλήρυνσης του πυρήνα και μικρότερη συνολική παραγωγή λιγνίνης στους πυρήνες με συνέπεια η παραγώμενη λιγνίνη να μην έχει αρκετά ισχυρή δομή ώστε να αντέχει στην πίεση αύξησης του ενδοκαρπίου και ολόκληρου του καρπού. 68

80 Β ΜΕΡΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ Α- ΝΑΣΤΟΛΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ή ΔΡΑΣΗΣ ΑΙΘΥ- ΛΕΝΙΟΥ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ

81 Εισαγωγή. Εισαγωγή. Η ωρίμανση των καρπών. Η ωρίμανση των καρπών είναι το τελευταίο στάδιο της αύξησής τους στο οποίο λαμβάνει χώρα βραδεία και ελάχιστη αύξηση σε μέγεθος, ενώ παράλληλα παρατηρούνται πολλές βιοχημικές και φυσιολογικές μεταβολές που καθιστούν τον καρπό κατάλληλο για συγκομιδή, συντήρηση, τυποποίηση, εμπορία και κατανάλωση. Διακρίνονται δύο στάδια ωρίμανσης των καρπών, το στάδιο της ωρίμανσης για συγκομιδή (συλλεκτική ωριμότητα ή φυσιολογική ωριμότητα - maturity) και το στάδιο της ωρίμανσης για κατανάλωση (ripening). Η συλλεκτική ωριμότητα αναφέρεται στην άριστη κατάσταση για συγκομιδή στην οποία βρίσκεται ο καρπός, έχοντας ολοκληρώσει ορισμένες φάσεις της αύξησης και ανάπτυξής του, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί για συγκεκριμένη χρήση, όπως για κατανάλωση, για συντήρηση ή μεταφορά, για ξήρανση ή για βιομηχανική επεξεργασία. Η ωριμότητα για κατανάλωση αναφέρεται στο στάδιο κατά το οποίο ο καρπός αποκτά όλες εκείνες τις οργανοληπτικές ιδιότητες που τον καθιστούν κατάλληλο για βρώση. Οι αλλαγές που παρατηρούνται κατά την ωρίμανση των καρπών είναι γενετικά προγραμματισμένες στο DNA κάθε είδους και ποικιλίας και αρχίζουν μετά από ορισμένο αριθμό ημερών από την άνθηση και τη γονιμοποίηση του άνθους (καρπική περίοδος), η οποία είναι χαρακτηριστική κάθε ποικιλίας. Οι αλλαγές αυτές αφορούν τόσο την εμφάνιση του καρπού (χρώμα), τη δομή του καρπού (συνεκτικότητα σάρκας) και κατά συνέπεια τα οργανοληπτικά του χαρακτηριστικά (γεύση, άρωμα, θρεπτική αξία). Οι κυριότερες μεταβολές που παρατηρούνται κατά την ωρίμανση των καρπών είναι οι παρακάτω:. Αλλαγή χρώματος από πράσινο σε κίτρινο πορτοκαλί, εμφάνιση ε- πιχρώματος. 2. Μαλάκωμα σάρκας.. Αύξηση γλυκύτητας και μείωση της οξύτητας. 4. Σχηματισμός και απελευθέρωση στο περιβάλλον αρωματικών πτητικών ουσιών. 7

82 Εισαγωγή. Ανάπτυξη κηρώδους επιχρίσματος στο φλοιό. 6. Ωρίμανση σπερμάτων, αλλαγή χρώματος. 7. Σχηματισμός ζώνης αποκοπής μεταξύ ποδίσκου και καρποφόρου οργάνου ή και μεταξύ καρπού και ποδίσκου. Οι μεταβολές αυτές που παρατηρούνται στους καρπούς κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης είναι αποτέλεσμα βιοχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε κυτταρικό επίπεδο και σχετίζονται τόσο με τον καταβολισμό και τη διάσπαση ουσιών, όσο και με τον αναβολισμό και τη βιοσύνθεση νέων ουσιών. Οι βιοχημικές λειτουργίες που συνδέονται με την ωρίμανση των καρπών είναι οι εξής: Καταβολισμός-Διάσπαση -Αύξηση της αναπνευστικής δραστηριότητας, - Αύξηση της διαπερατότητας των κυτταρικών μεμβρανών, -Διάσπαση μεγαλομορίων με την βοήθεια ενζύμων, -Διάσπαση της χλωροφύλλης, -Αύξηση της δράσης υδρολυτικών ενζύμων, εστερασών, αφυδρογονασών, οξειδασών, φωσφατασών, ριβονουκλεασών. Αναβολισμός- Βιοσύνθεση -Σύνθεση νέων ενζύμων, -Σύνθεση ουσιών που συνδέονται με την αλυσίδα της αναπνοής και του κύκλου των τρικαρβοξυλικών οξέων, -Σύνθεση αιθυλενίου, -Σύνθεση νέων χρωστικών ουσιών, καροτενοειδή και ανθοκυάνες Η ωρίμανση των οπωροκηπευτικών, όσο αυτά βρίσκονται πάνω στο μητρικό φυτό, ακολουθεί ορισμένο ρυθμό, ανάλογα με το είδος και τις επικρατούσες θερμοκρασίες. Όταν ο καρπός απομακρυνθεί από το μητρικό φυτό τότε η αναπνευστική δραστηριότητα καθώς και η παραγωγή αιθυλενίου επιταχύνεται, γηράσκει, προσβάλλεται από μικροοργανισμούς και σταδιακά αποσυντίθεται. Ο μεταβολισμός μετά την απομάκρυνση του οργάνου από το μητρικό φυτό δεν ελέγχεται και το όργανο οδηγείται σε υψηλούς ρυθμούς καταβολισμού, στο γη- 7

83 Εισαγωγή ρασμό και τελικά στην αποσύνθεση. Διαφορές όσον αφορά στο μεταβολισμό των καρπών μετά την απομάκρυνση από το μητρικό φυτό παρατηρούνται τόσο μεταξύ ειδών αλλά και μεταξύ ποικιλιών..2. Το κυτταρικό τοίχωμα Το φυτικό κυτταρικό τοίχωμα αποτελεί ένα δυναμικά αναπτυσσόμενο τμήμα του κυττάρου, το οποίο διαφοροποιείται κατά την εξέλιξή του. Η δημιουργία του πρωτογενούς κυτταρικού τοιχώματος πραγματοποιείται κατά την κυτταρική διαίρεση και αυξάνεται ταχέως κατά την κυτταρική επιμήκυνση, σε μερικές περιπτώσεις, περισσότερο από φορές, ενώ η μέση πλάκα αποτελεί την ενδιάμεση φάση ανάμεσα στα κυτταρικά τοιχώματα γειτονικών κυττάρων (Carpita and McCann, 2) (Εικόνα ). Εικόνα : Πρωτογενή κυτταρικά τοιχώματα και μέση πλάκα φυτικών κυττάρων (Πηγή: Carpita and McCann, 2) Το κυτταρικό τοίχωμα εκτός από την μηχανική προστασία, συμμετέχει στη διαβίβαση μηνυμάτων, για την επικοινωνία μεταξύ των φυτικών κυττάρων, καθώς και στην ανάπτυξη αμυντικών μηχανισμών προστασίας του φυτικού κυττάρου (Dumville and Fry, 2). Το πρωτογενές κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται κυρίως από πολυσακχαρίτες (πηκτίνη, ημικυτταρίνη και κυτταρίνη) και σε μικρότερο ποσοστό από γλυκοπρωτεΐνες (Cassab, 998, Carpita and McCann, 2). Η πηκτίνη και η ημι- 72

84 Εισαγωγή κυτταρίνη αποτελούν συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος, πάνω στα οποία προσδένονται τα μικροϊνίδια κυτταρίνης (Brummel and Hampster, 2), ενώ η κυριότερη ομάδα γλυκοπρωτεϊνών είναι οι εκτενσίνες (Fry, 24) (Εικόνα 2). Εικόνα 2: Η πηκτίνη και η ημικυτταρίνη αποτελούν συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος, πάνω στα οποία προσδένονται τα μικροϊνίδια κυτταρίνης (Πηγή: Brummel and Hampster, 2) Τα δομικά συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος ενώνονται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς και μη ομοιοπολικούς δεσμούς. Τυπικό παράδειγμα μη ομοιοπολικής σύνδεσης αποτελεί η σταυρωτή ένωση των γαλακτουρονανών μεταξύ τους με το σχηματισμό γεφυρών ασβεστίου. Οι μη ομοιοπολικοί δεσμοί του κυτταρικού τοιχώματος είναι μεν ασθενείς δεσμοί, ωστόσο είναι αρκετοί στο σύνολό τους για να επηρεάσουν τη δομή του κυτταρικού τοιχώματος (Fry, 24)..2. Οι πηκτίνες Οι πηκτίνες αποτελεί το σημαντικότερο συστατικό του πρωτογενούς κυτταρικού τοιχώματος (Johansson et al., 22) και περιλαμβάνει ένα εύρος πολυσακχαριτών: τις ομο-γαλακτουρονάνες (HG) και τις έτερο-γαλακτουρονάνες (τύπου RG-I και RG-II) στις οποίες είναι προσδεμένα τα ουδέτερα σάκχαρα (Fry, 24). 7

85 Εισαγωγή Οι πηκτίνες χαρακτηρίζεται από μεγάλο βαθμό δομικής πολυπλοκότητας και ετερογένειας, ως αποτέλεσμα βιοσυνθετικών τροποποιήσεων και της δράσης των ενζύμων του κυτταρικού τοιχώματος (Carpita and McCann, 2). Η δυναμική φύση των πηκτινών προσδίδει στο κυτταρικό τοίχωμα ένα εύρος ιδιοτήτων σε σχέση με τις μηχανικές, ιονικές και υδατικές σχέσεις των φυτικών κυττάρων, τη διαβίβαση μηνυμάτων, τις μοριακές αλληλεπιδράσεις και τη δυνατότητα αποικοδόμησής της από πηκτινολυτικά ένζυμα φυτικής και μικροβιακής προέλευσης (Willats et al., 2). Οι αλλαγές που παρατηρούνται στις πηκτίνες του κυτταρικού τοιχώματος αποτέλεσαν αντικείμενο μελέτης στην προσπάθεια διερεύνησης του μηχανισμού ωρίμανσης και τη διατήρηση της ποιότητας των καρπών ροδακινιάς μετασυλλεκτικά (Chapman and Horvat, 99). Έχει βρεθεί ότι υψηλότερο ποσοστό αδιάλυτων πηκτινών διαλυτοποείται σε γονότυπους ροδακινιάς που χαρακτηρίζονται από εκτεταμένο μαλάκωμα της σάρκας (MF, melting flesh γονότυποι) σε σχέση με γονότυπους που χαρακτηρίζονται από περιορισμένο μαλάκωμα της σάρκας (NMF, non melting flesh γονότυποι) (Karakurt et al., 2). Η τροποποίηση και η υδρόλυση των πηκτινών με αποτέλεσμα τη μείωση του μοριακού βάρους καταλύεται από ένα ευρύ φάσμα ενζύμων (Hadfield and Bennet, 998, Micheli, 2). Τα κυριότερα ένζυμα τα οποία σχετίζονται με τις βιοχημικές μεταβολές που υφίστανται οι πηκτίνες κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης των καρπών είναι η πηκτινομεθυλεστεράση (PME) και η πολυγαλακτουρονάση (PG) (Wakabayashi et al., 2)..2.2 Το ένζυμο πηκτινομεθυλεστεράση (PME, E.C....) Το ένζυμο πηκτινομεθυλεστεράση PME είναι ενεργό σε όλα τα στάδια της ανάπτυξης του καρπού (Barnavon et al., 2), όπως η επιμήκυνση των κυτταρικών τοιχωμάτων (Moustacas et al., 99), η ρύθμιση του αποπλαστικού ph (Nari et al., 986, 99, Bordenave and Goldberg, 994) και η κατανομή κατιόντων στο κυτταρικό τοίχωμα (Tieman and Handa, 994). H PME απαντά στους περισσότερους φυτικούς ιστούς και συμμετέχει στο μεταβολισμό των κυτταρικών τοιχωμάτων (Micheli, 2, Johansson et al., 22). Η ΡΜΕ καταλύει την απομεθυλίωση των ομο-γαλακτουρονανών (Εικόνα 74

86 Εισαγωγή ) και θεωρείται ένζυμο κλειδί τόσο για την αποικοδόμηση όσο και για τη συναρμολόγηση του κυτταρικού τοιχώματος (Willats et al., 2). Εικόνα : Απομεθυλίωση της πηκτίνης από τη δράση της πηκτινομεθυλεστεράσης (PME). Όταν οι πηκτινομεθυλεστεράσες δρουν τυχαία στις γαλακτουρονάνες προάγουν τη δράση των πολυγαλακτουρονασών, συνεισφέροντας στη χαλάρωση του κυτταρικού τοιχώματος. Όταν οι πηκτινομεθυλεστεράσες δρουν γραμμικά στις γαλακτουρονάνες, απελευθερώνουν καρβοξυλικές ομάδες που μπορούν να αντιδράσουν με ιόντα ασβεστίου, ενώ η δράση της πολυγαλακτουρονάσης είναι περιορισμένη (Micheli, 2) (Εικόνα 4). 7

87 Εισαγωγή Εικόνα 4: Τρόπος δράσης των πηκτινομεθυλεστερασων (PMEs). Με βάση τις ιδιότητες του κυτταρικού τοιχώματος, οι ώριμες PMEs (πράσινο χρώμα) δρουν (α) τυχαία, προάγοντας τη δράση ph-εξαρτημένων υδρολασών του κυτταρικού τοιχώματος, όπως η πολυγαλακτουρονάση (PG) και συνεισφέρουν στη χαλάρωση του κυτταρικού τοιχώματος ή (β) αλληλοδιάδοχα, παρέχοντας αλληλοδιάδοχα απομεθυλιωμένα γαλακτουρονικά οξέα τα οποία αλληλεπιδρούν με δισθενή κατιόντα (Ca+2) και οδηγούν στη μηχανική ενδυνάμωση του κυτταρικού τοιχώματος. Τα μεθυλιωμένα γαλακτουρονικά οξέα απεικονίζονται με μπλε χρωματισμό και τα απομεθυλιωμένα γαλακτουρονικά οξέα με κίτρινο χρωματισμό (Πηγή: Micheli, 2). Οι φυτικές πηκτινομεθυλεστεράσες απαντούν ως ισοένζυμα που κωδικοποιούνται από διαφορετικά γονίδια (Sexton et al., 2) και η απομάκρυνση 76

88 Εισαγωγή των μεθυλικών ομάδων γίνεται διαδοχικά (μηχανισμός απλής αλυσίδας), δίνοντας περιοχές με αλληλοδιάδοχα γαλακτουρονικά οξέα (Willats et al., 2). Ο μηχανισμός απομάκρυνσης των μεθυλικών ομάδων από τη δράση των μικροβιακών πηκτινομεθυλεστερασών μπορεί να είναι τυχαίος (μηχανισμός πολλαπλής αλυσίδας) ή ίδιος με αυτόν των φυτικών πηκτινομεθυλεστερασών (Christensen et al., 2). Από τα παραπάνω προκύπτει ότι ο τρόπος απομεθυλίωσης της πηκτίνης είναι ανεξάρτητος από την προέλευση των πηκτινομεθυλεστερασών (φυτική ή μικροβιακή), αλλά καθορίζεται από τις ιδιότητες του ενζύμου. Κατά την ωρίμανση των καρπών, η δράση της ΡΜΕ μπορεί να μειώνεται ή να αυξάνεται (Abu-Sarra and Abu-Goukh, 992, Prassana et al., 2, Pressey and Woods, 992, Barret and Gonzalez, 994, Klein et al., 99). Η σχέση μεταξύ της δράσης της ΡΜΕ και της συνεκτικότητας της σάρκας είναι σύνθετη. Κατά τη συντήρηση των καρπών η ΡΜΕ δεν επηρεάζει άμεσα τη συνεκτικότητα της σάρκας (Kanellis et al., 989). Ωστόσο, η δραστικότητα του ενζύμου δε μπορεί να βασιστεί σε μια απλή μέτρηση, αλλά συνιστά το αποτέλεσμα ενός σύνθετου συστήματος βιολογικών αντιδράσεων (Micheli, 2)..2. Το ένζυμο πολυγαλακτουρονάση (PG, endo-pg, E.C..2.., exo-pg, E.C ) Το ένζυμο πολυγαλακτουρονάση (PG) συνδέεται με πολλά στάδια ανάπτυξης των φυτών, όπως την αποκοπή φύλλων και καρπών (Taylor et al., 99, Bonghi et al., 992) και το φύτρωμα των σπόρων (Meakin and Roberts, 99). Η δράση της οδηγεί στον αποπολυμερισμό των απομεθυλιωμένων πηκτινών (Εικόνα ) με συνέπεια να διαδραματίζει σπουδαίο ρόλο στην ωρίμανση νωπών καρπών (Chun and Huber, 997, 998, Hatfield and Bennet, 998, Wakabayashi, 2). 77

89 Εισαγωγή Εικόνα : Συνδυασμένη δράση της PME και της PG. Οι πηκτίνες απομεθυλιώνονται με τη δράση της πηκτινομεθυλεστεράσης και αποπολυμερίζεται από την πολυγαλακτουρονάση. Οι πολυγαλακτουρονάσες διακρίνονται σε εξω-πολυγαλακτουρονάσες, όταν η αποικοδόμηση του υποστρώματος (πολυγαλακτουρονικού οξέος) γίνεται στα άκρα της αλυσίδας και σε ενδο-πολυγαλακτουρονάσες, όταν υδρολύονται γλυκοζιτικοί δεσμοί στο εσωτερικό της αλυσίδας. Η ενζυμική δράση της ενδο- και εξω-πολυγαλακτουρονάσης (ενδο- και εξω-pg) διαφέρει ανάμεσα σε καρπούς ροδακινιάς και τομάτας. Η μέγιστη δράση της εξω-πολυγαλακτουρονάσης σε καρπούς ροδακινιάς είναι ή και περισσότερες φορές μικρότερη από την αντίστοιχη σε καρπούς τομάτας, ενώ η δράση της δεν είναι ευθέως ανάλογη με τη μείωση της συνεκτικότητας της σάρκας, όπως ισχύει για του καρπούς της τομάτας (Orr and Brady, 99). Στη τομάτα η δράση της εξω- PG είναι υψηλή από τα πρώτα στάδια αύξησης των καρπών και αυξάνει ακόμη περισσότερο κατά την ωρίμανση των καρπών, ενώ στη ροδακινιά αυξάνει σημαντικά κατά τα τελευταία στάδια ωρίμανσης των καρπών Downs et al., 992). Στην περίπτωση της ροδακινιάς διαφοροποιήσεις αναφέρονται και μεταξύ των ποικιλιών. Οι εκπύρηνες ποικιλίες κατά κανόνα μαλακώνουν γρήγορα μετά τη συγκομιδή των καρπών και χαρακτηρίζονται ως MF ποικιλίες, ενώ οι συμπύρηνες ποικιλίες ως NMF ποικιλίες, αν και αυτός ο χαρακτηρισμός είναι αρκετά γενικευμένος και δεν ισχύει για το σύνολο των ποικιλίων ροδακινιάς (Bassi et 78

90 Εισαγωγή al., 998). Ωστόσο, η δραστικότητα της ενδο-πολυγαλακτουρονάσης σχετίζεται άμεσα με τον εκπύρηνο χαρακτήρα των ποικιλιών ροδακινιάς και έχει βρεθεί και γενετικός σύνδεσμος μεταξύ της ενδο-πολυγαλακτουρονάσης και του εκπύρηνου χαρακτήρα των καρπών (Lester et al., 994, 996). Σε καρπούς ροδακινιάς έχουν εντοπιστεί δύο μορφές εξωπολυγαλακτουρονάσης (Dows and Brady, 99) και η ενζυμική δράση τους αυξάνεται σημαντικά όταν η διαδικασία του μαλακώματος της σάρκας είναι ήδη σε προχωρημένο στάδιο. Οι δύο μορφές της exo-pg απαντούν σε καρπούς ροδακινιάς τόσο MF όσο και NMF ποικιλιών. Με βάση το γεγονός ότι οι καρποί των MF ποικιλιών μαλακώνουν περισσότερο από τους καρπούς των NMF ποικιλιών ενισχύεται η άποψη ότι η exo-pg δε σχετίζεται με την έναρξη ή την επιτάχυνση του μαλακώματος των καρπών (Downs et al., 992). Ειδικότερα για τους καρπούς ροδακινιάς έχει αναφερθεί ότι η αύξηση των επιπέδων της exo-pg αποτελεί φυσικό αποτέλεσμα της αύξησης των επιπέδων της endo-pg (Downs et al., 992, Artes et al., 996)... Ενεργές μορφές οξυγόνου Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των επιστημόνων επικεντρώνεται όλο και περισσότερο στις διάφορες ενεργές μορφές οξυγόνου (reactive oxygen species, ROS) και στις επιπτώσεις που μπορούν να έχουν στον ανθρώπινο οργανισμό και γενικότερα στους ανώτερους οργανισμούς (φυτά και ζώα). Πολλές ε- ρευνητικές ομάδες αναφέρουν ότι οι ενεργές μορφές οξυγόνου είναι υπεύθυνες για τις περισσότερες ασθένειες του ανθρώπου, μεταξύ των οποίων ο καρκίνος και πολλές καρδιοαγγειακές παθήσεις (Ames, 989, Hightower et al., 994, Wiseman, 996, Kalt and Dufour, 997, Hertog et al., 997, Willett, 994). Γενικότερα ο όρος ελεύθερη ρίζα αναφέρεται για κάθε άτομο ή μόριο το οποίο διαθέτει ένα ή περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Ως ενεργές (ή δραστικές) μορφές οξυγόνου αναφέρονται τα παράγωγα του μοριακού οξυγόνου που προκύπτουν μετά από τη μερική, μη πλήρη, αναγωγή του. Με την αναγωγή ε- νός ηλεκτρονίου από το μοριακό οξυγόνο παράγεται το υπεροξείδιο (Ο 2 ) (η παύλα συμβολίζει το αρνητικό φορτίο και η τελεία στο πάνω δεξιό μέρος του χημικού τύπου το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο), με την αναγωγή δύο ηλεκτρονίων παράγεται το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ) και με την αναγωγή τριών ηλεκτρονίων παράγεται η υδροξυλική ρίζα (ΗΟ ). Το ή τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια 79

91 Εισαγωγή προσδίδουν στις ελεύθερες ρίζες έντονη χημική δραστηριότητα, καθώς αυτό ή αυτά αναζητούν άλλα ηλεκτρόνια για να συζευκτούν. Από τις ενεργές μορφές οξυγόνου το Ο 2 και η ΗΟ ανήκουν στις ελεύθερες ρίζες, ενώ δεν αποτελούν ελεύθερες ρίζες το Η 2 Ο 2, το όζον (Ο ) και το μονήρες οξυγόνο ( Ο 2 ). Το μονήρες οξυγόνο προκύπτει από το μοριακό οξυγόνο με απορρόφηση ενέργειας με τη βοήθεια φωτοευαισθητών (χλωροφύλλης) με αποτέλεσμα τη μετακίνηση ενός από τα δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε υψηλότερη ενεργειακή στάθμη και ταυτόχρονη αλλαγή της στροφορμής του. Το υπεροξείδιο (Ο 2 ) παράγεται ως παραπροϊόν στα μιτοχόνδρια κατά την αναπνοή, αλλά και στη φωτοσυνθεκτική αλυσίδα των χλωροπλαστών. Με την πρόσληψη ενός ακόμη ηλεκτρονίου το υπεροξείδιο (Ο 2 ) μετατρέπεται σε υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ). Πρόσθετες ποσότητες Η 2 Ο 2 παράγονται σε ενζυμικές καταβολικές αντιδράσεις που καταλύονται από φλαβινοένζυμα, όπως η οξειδάση της ξανθίνης, οξειδάση των αμινοξέων και των πολυαμινών και η κυκλο-οξυγονάση, στις αντιδράσεις διάσπασης των λιπαρών οξέων στα υπεροξυσωμάτια και στις αντιδράσεις της φωτοαναπνοής. Από το Η 2 Ο 2 παράγεται η υδροξυλική ρίζα (ΗΟ ) παρουσία ιόντων μεταβατικών μετάλλων (σίδηρος ή χαλκός), σύμφωνα με την αντίδραση Fenton: Η 2 Ο 2 + Fe +2 Fe + + ΗΟ + OH Ο Fe + που παράγεται από την αντίδραση Fenton είναι δυνατό να αναχθεί με δότη ηλεκτρονίων το υπεροξείδιο και να επαναχρησιμοποιηθεί στην α- ντίδραση Fenton, σύμφωνα με την αντίδραση: Fe + + Ο 2 Fe +2 + Ο 2 Παραγωγή ενργών μορφών οξυγόνου παρατηρείται στα φυτά σε συνθήκες ποικίλων καταπονήσεων, όπως οι ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες (ακραίες θερμοκρασίες, υψηλές εντάσεις φωτός), η έλλειψη νερού, η πρόκληση πληγών από μηχανικά αίτια ή από προσβολές εντόμων και μικροοργανισμών. Στους φυτικούς οργανισμούς, το Η 2 Ο 2 είναι απαραίτητο στις αντιδράσεις σύνθεσης της λιγνίνης. Επίσης εκτιμάται ότι το Η 2 Ο 2 δρα ταυτόχρονα και ως δευτερογενής αγγελιοφόρος επηρεάζοντας την έκφραση των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες άμυνας και προσαρμογής των φυτών στους βιοτικούς ή αβιοτικούς παράγοντες που προκάλεσαν την αιφνίδια καταπόνηση. 8

92 Εισαγωγή Από τις διάφορες ενεργές μορφές οξυγόνου, υδροξυλική ρίζα (ΗΟ ) είναι η πιο ενεργός και κατά συνέπεια και η πιο τοξική, ενώ η τοξικότητα του Ο 2 και του Η 2 Ο 2 αποδίδεται στην ικανότητά τους να παράγουν τη ρίζα αυτή. Η υδροξυλική ρίζα (ΗΟ ) αντιδρά και καταστρέφει τα σάκχαρα, τις πρωτεΐνες και προκαλεί τη λιπιδική υπεροξείδωση, αντιδρά και καταστρέφει τα νουκλεϊκά οξέα. Η ρίζα αυτή προσβάλλει και διασπά τη δεσοξυριβόζη με αποτέλεσμα τη λύση της συνέχειας της μιας ή και των δύο αλυσίδων του DNA, γεγονός θανατηφόρο για το κύτταρο, όπως επίσης προκαλεί απαμίνωση των αζωτούχων βάσεων με α- ποτέλεσμα την πρόκληση μεταλλάξεων, μερικές από τις οποίες είναι δυνητικά θανατηφόρες. Η συνεχής έκθεση των οργανισμών σε ενεργές ρίζες οξυγόνου έχει αποδειχθεί ότι μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο DNA. Οι ενεργές ρίζες οξυγόνου προκαλούν αλλαγές στις βάσεις του DNA, σπάσιμο της αλυσίδας, βλάβες στα γονίδια τα οποία είναι υπεύθυνα για την καταστολή όγκων, επαγωγή της έκφρασης των πρωτοογκογονιδίων. Ωστόσο η ανάπτυξη του καρκίνου εξαρτάται και από άλλους παράγοντες όπως η έκταση της βλάβης του DNA, ο αντιοξειδωτικός μηχανισμός του οργανισμού, το σύστημα επιδιόρθωσης του DNA, η ικανότητα του οργανισμού να απομακρύνει τα οξειδωμένα νουκλεοτίδια πριν ενσωματωθούν στην αλυσίδα του DNA (Wiseman and Halliwell, 99). Πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν αποδείξει ότι ασθένειες όπως ο καρκίνος, η ασθένεια του Parkinson, ο καταρράκτης, η ηπατίτιδα, η κύρωση του ήπατος, ο σακχαρώδης διαβήτης κ.α. οφείλονται σε βλάβες της δομής και της λειτουργικότητας των μεμβρανών των κυττάρων και των οργανιδίων (Ames, 989, Hightower et al., 994, Wiseman, 996).... Ενζυμικός αντιοξειδωτικός μηχανισμός Ο ενζυμικός αντιοξειδωτικός μηχανισμός περιλαμβάνει ένζυμα τα οποία με τη δράση τους προστατεύουν τα κύτταρα από τη δράση των ελευθέρων ριζών οξυγόνου είτε χρησιμοποιώντας τις ROS ως υπόστρωμα στις αντιδράσεις που καταλύουν είτε παράγοντας με τη δράση τους ουσίες που λειτουργούν ως αντιοξειδωτικές ουσίες. Τα ένζυμα που περιλαμβάνονται σ αυτόν το μηχανισμό είναι: η υπεροξειδική δισμουτάση (SOD), η ασκορβική υπεροξειδάση (APX), η 8

93 Εισαγωγή αναγωγάση του αφυδρο-ασκορβικού οξέος (DHAR), η αναγωγάση της γλουταθειόνης (GR), η καταλάση (CAT) και οι υπεροξειδάσες. Η δισμουτάση του υπεροξειδίου καταλύει τη μετατροπή Ο 2 σε Η 2 Ο 2 και απαντάται σε όλους τους αερόβιους οργανισμούς. Ο 2 + Ο 2 + 2Η + 2Η 2 Ο 2 + Ο 2 Η καταλάση, η οποία είναι μια αιμοπρωτεΐνη, αποτοξινώνει το Η 2 Ο 2 μετατρέποντάς το σε Η 2 Ο. 2Η 2 Ο 2 Ο 2 + 2Η 2 Ο Η υπερέκφραση των γονιδίων που κωδικοποιούν τη σύνθεση αυτών των δύο ενζύμων, σε κάποιες περιπτώσεις, αναφέρεται ότι συμβάλλει στη μεγαλύτερη αντοχή σε αρκετούς εξωγενείς παράγοντες,όπως παθογόνους οργανισμούς, ψύχος, αλατότητα, ξηρασία, Ο, εκκαθαρίζοντας το πλεόνασμα των δημιουργούμενων ριζών. Οι υπεροξειδάσες καταλύουν αντιδράσεις κατά τις οποίες ένα δότης ηλεκτρονίων αντιδρά με το Η 2 Ο 2, και παράγονται η οξειδωμένη μορφή του δότη η- λεκτρονίων και Η 2 Ο. Δότης ηλεκτρονίων + Η 2 Ο 2 οξειδωμένη μορφή δότη + 2Η 2 Ο Τα ένζυμα ασκορβική υπεροξειδάση, αναγωγάση του αφυδροασκορβικού οξέος και αναγωγάση της γλουταθειόνης ανήκουν στον κύκλο α- σκορβικού οξέος γλουταθειόνης, καταλύουν τη διάσπαση του Η 2 Ο 2 σε Η 2 Ο και δρουν στους χλωροπλάστες, τα μιτοχόνδρια και τα υπεροξυσωμάτια (Blokhina et al., 2, Dat et al., 2). (Εικόνα 7). 82

94 Εισαγωγή Η 2 Ο 2 ΑΑ GS-SG NADPH + +Η ΑΡΧ MDHAR ή DHAR GR 2Η 2 Ο MDHA ή DHA GSH NADP + Εικόνα 7: Κύκλος ασκορβικού οξέος γλουταθειόνης. ΑΡΧ: ασκορβική υπεροξειδάση, MDHAR: αναγωγάση του μονο-αφυδρο-ασκορβικού οξέος, DHAR: αναγωγάση του δι-αφυδροασκορβικού οξέος, GR: αναγωγάση της γλουταθειόνης, GSH: γλουταθειόνη, GS-SG: οξειδωμένη γλουταθειόνη, ΑΑ: ασκορβικό οξύ, MDHA: μονο-αφυδροασκορβικό οξύ, DHA: αφυδροασκορβικό οξύ. Το NADPH + +H παράγεται από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης την ημέρα και τον κύκλο των φωσφορικών πεντοζών τη νύκτα..4. Αντιοξειδωτικές ουσίες «Ως βιολογική αντιοξειδωτική ουσία ορίζεται κάθε ουσία που σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις σε σχέση με μια ουσία που οξειδώνεται, περιορίζει ή και μηδενίζει την οξείδωση αυτής της ουσίας» (Halliwell and Gutteridge, 99). Οι αντιοξειδωτικές ουσίες αδρανοποιούν τις ελεύθερες ρίζες προτού προκληθούν ζημιές στα κύτταρα, καθώς αυτές δέχονται τα μονήρη ηλεκτρόνια των ελευθέρων ριζών. Οι κυριότερες αντιοξειδωτικές ουσίες στα φυτά είναι: α) η λιπόφιλη α- τοκοφερόλη (βιταμίνη E) που προστατεύει τις μεμβράνες, β) το β-καροτένιο και άλλα καροτενοειδή (προβιταμίνη Α), επίσης λιποδιαλυτές ουσίες, γ) η γλουταθειόνη σε ανηγμένη μορφή (GSH), ένα τριπεπτίδιο αποτελούμενο από γλουταμικό οξύ, κυστεΐνη και γλυκίνη, που απαντά στο κυτταροδιάλυμα των κυττάρων σε μεγάλες ποσότητες και αποτελεί την κύρια αντιοξειδωτική ουσία των κυττάρων, δ) το ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C), υδατοδιαλυτή, ουσία ισχυρής αντιοξειδωτικής δράσης μέσα στα κύτταρα, αλλά κυρίως στους μεσοκυττάριους χώ- 8

95 Εισαγωγή ρους, η οποία χάνει υδρογόνα και μετατρέπεται σε αφυδρογωνομένο ασκορβικό οξύ (DHAA), ε) Οι πολυφαινόλες και ειδικότερα τα φλαβονοειδή. Αντιοξειδωτική ικανότητα ή δύναμη ονομάζουμε το σύνολο των αντιοξειδωτικών ουσιών που περιέχει ένα είδος τροφής ή φυτικού προϊόντος. Παράλληλα όμως, έχει αποδειχθεί ότι η λήψη εξωγενών αντιοξειδωτικών ουσιών συνεισφέρει στο μηχανισμό άμυνας του οργανισμού και μειώνει το επίπεδο οξειδωτικής καταπόνησης που αυτός δέχεται. Επομένως δοκιμές που προσδιορίζουν ποσοτικά τη συνολική αντιοξειδωτική δύναμη των τροφών ή άλλων φυτικών εκχυλισμάτων συνιστούν τα απαραίτητα εργαλεία για την αξιολόγησή τους ως προς τον βαθμό προστασίας του ανθρώπινου οργανισμού από τις επιβλαβείς επιπτώσεις των ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Τα φρούτα και λαχανικά είναι γνωστά για τις ευεργετικές τους ιδιότητες κατά των ασθενειών του ανθρώπου. Περιέχουν πλήθος αντιοξειδωτικών ουσιών μεταξύ των οποίων πιο κοινές, και περισσότερο γνωστές στο ευρύτερο κοινό, είναι οι βιταμίνες C και E, οι ανθοκυάνες και οι πολυφαινόλες. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια για τις πολυφαινόλες και τις ανθοκυάνες, εξαιτίας της συνεισφοράς τους στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα ενός φυτικού προϊόντος. Οι ουσίες αυτές έχουν επιδείξει αντιοξειδωτική δράση και επιπλέον βρίσκονται σε σημαντικές ποσότητες στα φυτικά προϊόντα. (Chung et al., 998, Haslam, 996, Okuda et al., 992, Ohtani et al., 2, Lopes et al., 999). Επιδημιολογικές μελέτες δείχνουν πως η κατανάλωση φρούτων συσχετίζεται με την μείωση εμφάνισης καρδιακών νοσημάτων καθώς και του καρκίνου στον άνθρωπο και πως η προστασία που παρέχουν οφείλεται στις διάφορες αντιοξειδωτικές ουσίες που περιέχονται στα φρούτα (Hertog et al., 997, Ames et al., 99, Willett, 994)..4.. Τα Καροτενοειδή Τα καροτενοειδή είναι έγχρωμες, λιποδιαλυτές ουσίες, οι οποίες συντίθενται από τα φυτά και τους μικροοργανισμούς, απαντούν κυρίως στα φρούτα, τα λαχανικά και τα ψάρια. Από τα 6 και πλέον καροτενοειδή τα οποία έχουν προσδιοριστεί, μόνο 9 έχουν ανιχνευτεί σε ανθρώπινους ιστούς. Τα καροτενοειδή συντίθενται από το φυτοένιο προσθέτοντας ενζυμικά στο μόριο έναν διπλό 84

96 Εισαγωγή δεσμό. Τελικό προϊόν είναι το λυκοπένιο με διπλούς δεσμούς. Στο μόριο του λυκοπένιου κυκλοποιούνται ενζυματικά η μία ή και οι δύο άκρες της αλυσίδας, σχηματίζοντας τα μόρια του γ- και β-καροτένιου αντίστοιχα (Εικόνα 2). Όταν στο μόριο των καροτενοειδών περιέχονται μόνο άτομα άνθρακα C και υδρογόνου Η τότε ονομάζονται καροτένια, ενώ όταν περιέχονται και άτομα οξυγόνου Ο τότε ονομάζονται ξανθοφύλλες. Εικόνα : Το μόριο του β καροτένιου. Η αντιοξειδωτική δράση των καροτενοειδών οφείλεται στην ικανότητά τους να εκκαθαρίζουν το μονήρες οξυγόνο ( Ο 2 ) κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης προστατεύοντας έτσι τα μόρια της χλωροφύλλης από την τοξική δράση του μονήρους οξυγόνου. Τα πιο συχνά απαντώμενα καροτενοειδή είναι το λυκοπένιο και το β- καροτένιο, πρόδρομη ουσία από την οποία συντίθεται η βιταμίνη Α. Πολλές επιδημιολογικές μελέτες αναφέρουν τις ευεργετικές ιδιότητες της πρόσληψης των καροτενοειδών από τους ανθρώπους μέσω της κατανάλωσης φρούτων και λαχανικών. Τα καροτενοειδή προστατεύουν τα λιποσώματα των κυττάρων από τη λιπιδική υπεροξείδωση. Επίσης μειώνουν το κίνδυνο προσβολής των καταναλωτών από καρδιαγγειακές παθήσεις και ορισμένες μορφές καρκίνου Το Ασκορβικό οξύ (Βιταμίνη C) Η πιο σημαντική βιταμίνη που περιέχεται στα φρούτα και τα λαχανικά είναι η βιταμίνη C. Περισσότερο από 9% της βιταμίνης C στη διατροφή του ανθρώπου προέρχεται από φρούτα και λαχανικά. Η μεγαλύτερη ποσότητα α- σκορβικού οξέος βρίσκεται στον αποπλάστη, προστατεύοντας τις κυτταρικές μεμβράνες από τις τοξικές επιδράσεις των ελευθέρων ριζών. Ως βιταμίνη C ορί- 8

97 Εισαγωγή ζονται όλες οι ουσίες με παρόμοια βιολογική δράση με το L ασκορβικό οξύ (Lee and Kader, 2) (Εικόνα 2). HO OH HO HO O O Εικόνα 2: Το L - ασκορβικό οξύ Η βιταμίνη C είναι απαραίτητη στον ανθρώπινο οργανισμό διότι δρα ως συμπαράγοντας στο σχηματισμό κολλαγόνου συμβάλλοντας στην υγεία του δέρματος, των ούλων και των αγγείων του αίματος με αποτέλεσμα την πρόληψη του σκορβούτου,. Ανεπάρκεια της βιταμίνης συνδέεται με μειωμένη πυκνότητα των οστών και την εμφάνιση οστεοπόρωσης (Simon and Hudes, 2). Επίσης η βιταμίνη C, σύμφωνα με έρευνες διευκολύνει την απορρόφηση του σιδήρου και τη μείωση της χοληστερόλης του αίματος, αποτρέπει το σχηματισμό των νιτροζαμινών, ενισχύει το αμυντικό σύστημα του οργανισμού και αντιδρά με το ελεύθερο οξυγόνο και άλλες ελεύθερες ρίζες. Η βιταμίνη C, ως αντιοξειδωτική ουσία μειώνει τον κίνδυνο της αρτηριοσκλήρωσης, των καρδιαγγειακών παθήσεων και ορισμένων μορφών καρκίνου (Lee and Kader, 2)..4.. Οι πολυφαινόλες Οι πολυφαινόλες είναι ευρύτατα διαδεδομένες στο φυτικό βασίλειο και συνεισφέρουν ποιοτικά και ποσοτικά στα διάφορα είδη. Οι ουσίες αυτές δρουν ως ρυθμιστές στην αύξηση, στη διεργασία της φωτοσύνθεσης και στις διαδικασίες οξειδοαναγωγής ως συστατικά των μεμβρανών, ενώ είναι ήδη γνωστή η σχέση ανάμεσα στις φαινόλες και την αντίσταση των φυτών στις ασθένειες. Οι πολυφαινόλες παράγονται μέσω της βιοσυνθετικής οδού του σικιμικού οξέος από το αμινοξύ φαινυλαλανίνη παρουσία του ενζύμου φαινυλαλανίνη - αμμωνία λυάση (PAL) και της βιοσυνθετικής οδού των φαινυλοπροπανοειδών. 86

98 Εισαγωγή Οι πολυφαινόλες χαρακτηρίζονται από ένα τουλάχιστον αρωματικό δακτύλιο (C6) ο οποίος φέρει ένα ή περισσότερα υδροξύλια (ΟΗ - ) και διακρίνονται σε φλαβονοειδή, φαινολικά οξέα, παράγωγα του υδροξυκινναμωμικού οξέος και λιγνίνες (Herrman, 99) (Εικόνα 4). Οι λιγνίνες είναι πολυμερείς ουσίες, υπεύθυνες για την πυκνότητα και τη σκληρότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων. Τα φλαβονοειδή συγκροτούν μια ο- μάδα φυσικών προϊόντων με ένα C 6 C C 6 σκελετό. Τα φλαβονοειδή ταξινομούνται ανάλογα με το βαθμό οξείδωσης του πυρανικού δακτυλίου σε: ανθοκυανιδίνες, φλαβάνες, φλαβονόνες, φλαβόνες, ισοφλαβονοειδή, ισοφλαβάνες, ισοφλαβονόνες, ισοφλαβόνες, νεοφλαβανοειδή, λευκοανθοκυανιδίνες και κατεχίνες. Η σύνθεση των πολυφαινολών από τα ίδια τα φυτά αυξάνεται σε καταστάσεις βιοτικής καταπόνησης, όπως οι προσβολές από παθογόνα, και αβιοτικής καταπόνησης, όπως υπεριώδης ακτινοβολία, έντονος φωτισμός, χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες, πληγές κ.α. (Dixon and Paiva, 99). Οι πολυφαινόλες αποτελούν μια σημαντική ομάδα αντιοξειδωτικών ουσιών στην ανθρώπινη διατροφή. Η αντιοξειδωτική ικανότητα των πολυφαινολών οφείλεται κυρίως στην ικανότητά τους να χηλικοποιούν τα μέταλλα, όπως το Fe +2, καθιστώντας τον μη διαθέσιμο για την αντίδραση Fenton. Επίσης οι πολυφαινόλες δρουν ως εκκαθαριστές ελευθέρων ριζών αλλά και ως υποστρώματα των υπεροξειδασών, ένζυμα τα οποία καταλύουν αντιδράσεις εκκαθάρισης του Η 2 Ο

99 Εισαγωγή Φλαβονοειδή Φλαβoνόλες Φλαβονόνες Κατεχίνες Ανθοκυανίνες Ισοφλαβόνες Διυδροφλαβονόλες Χαλκόνες Κερσετίνη Ελλαγικό οξύ Πολυφαινόλες Φαινολικά οξέα Ταννικό οξύ Βανιλλίνη Λιγνίνες Καφεϊκό οξύ Χλωρογενικό οξύ Παράγωγα του υδροξυκινναμωμικού οξέος Φερουλικό οξύ Κουρκουμίνη Κουμαρίνες Εικόνα 4: Κατηγοριοποίηση των πολυφαινολών. Η σπουδαιότητα στην ανθρώπινη διατροφή των πολυφαινολών που περιέχονται στα φρούτα και τα λαχανικά έχει διαπιστωθεί και επισημανθεί από διάφορες ερευνητικές ομάδες. Οι έρευνές τους εξηγούν πως οι πολυφαινόλες α) έχουν σημαντική αντιοξειδωτική δράση (Prior et al., 998), β) μειώνουν τον κίνδυνο εμφάνισης καρδιοαγγειακών παθήσεων (Schhramm and German, 998) και γ) έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα από το ασκορβικό οξύ, το οποίο και προστατεύουν από οξείδωση, σε χυμούς φρούτων (Miller and Rice-Evans, 997)..4.. Ανθοκυανίνες Οι ανθοκυανίνες είναι έγχρωμες ενώσεις, οι οποίες ανήκουν στα φλαβονοειδή και είναι υπεύθυνες για το κόκκινο, ιώδες και μπλε χρώμα των καρπών και των ανθέων (Satue - Gracia et al., 997). Το σύνολο των ουσιών αυτών πε- 88

100 Εισαγωγή ριέχουν ένα κεντρικό φλαβονικό δακτύλιο και διάφορα υποκατάστατα στο δακτύλιο Β (Εικόνα ). Η αντιοξειδωτική ικανότητα των ανθοκυανινών εξαρτάται από τους υποκατάστατες στο δακτύλιο Β (Rice Evans et al., 996). R HO A O C B OH R2 OR4 OR ΑΝΘΟΚΥΑΝΙΔΙΝΕΣ R R 2 R R 4 ΔΕΛΦΙΝΙΔΙΝΗ OH OH H H ΚΥΑΝΙΔΙΝΗ OH H H H ΜΑΛΒΙΔΙΝΗ OCH OCH H H ΜΑΛΒΙΝΗ OCH OCH Γλυκόζη Γλυκόζη ΠΕΛΑΡΓΟΝΙΔΙΝΗ H H Γλυκόζη Γλυκόζη Εικόνα : Η δομή των ανθοκυανιδινών σε σχέση με τους υποκαταστάτες R, R2, R και R4. Ωστόσο λίγα είναι γνωστά για τη βιολογική δράση των ανθοκυανινών. Όπως και άλλες πολυφαινόλες, οι ανθοκυανίνες μπορούν να δράσουν ως εκκαθαριστές ελευθέρων ριζών. Αρκετοί ερευνητές αναφέρθηκαν στην επίδραση των ανθοκυανινών σε καρκινικά κύτταρα (Kamei et al. 99), στην αντιφλεγμονώδη δράση τους (Vlaskovska et al., 99) και την αντιοξειδωτική δράση τους (Tamura and Yamagami, 99, Wang et al., 997)... Οι αντιοξειδωτικές ουσίες στα ροδάκινα. Οι καρποί ροδακινιάς και νεκταρινιάς αποτελούν πλούσια πηγή αντιοξειδωτικών ουσιών, αποκτώντας έτσι σημαντική διατροφική αξία στο διαιτολόγιο 89

101 Εισαγωγή του ανθρώπου. Η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών οφείλεται κυρίως σε πολυφαινόλες, αλλά σημαντική συνεισφορά έχουν και τα καροτενοειδή και το ασκορβικό οξύ (Chang et al., 2, Tomas-Barberan et al., 2, Vizzotto et al., 26, Gil et al., 22). Ο φλοιός των καρπών ροδακινιάς περιέχουν 2 φορές υψηλότερες ποσότητες αντιοξειδωτικών ουσιών σε σχέση με τη σάρκα των καρπών (Tomas-Barberan et al., 2, Gil et al., 22). Πολλές μελέτες αναφέρουν ότι οι αντιοξειδωτικές ουσίες των ροδάκινων προάγουν τη σταθερότητα των λιποπρωτεινών χαμηλής πυκνότητας LDL απέναντι στην οξείδωση και προστατεύουν από ασθένειες, όπως η αρτηριοσκλήρωση και τα καρδιοαγγειακά νοσήματα (Steinberg et al., 989). Επίσης οι πολυφαινόλες συνδέονται με την ανεκτικότητα των καρπών στη φαιά σήψη (Monilia fructicola) (Gradziel and Wang, 99; Bostock et al., 999) και την ικανότητα μαυρίσματος της σάρκας των καρπών (Cheng and Crisosto, 99). Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση αντιοξειδωτικών ουσιών στους καρπούς ροδακινιάς και νεκταρινιάς είναι πολλοί. Μεγάλη παραλλακτικότητα διαπιστώνεται μεταξύ των διαφόρων γονοτύπων και των διαφόρων ειδών ροδάκινων (ροδάκινα-νεκταρίνια, κιτρινόσαρκα-λευκόσαρκα, εκπύρηνασυμπύρηνα) (Drogoudi et al., 27, Vaio et al., 28, Tomas-Barberan et al., 2, Vizzotto et al., 26, Gil et al., 22). Επίσης σημαντική είναι και η επίδραση διαφόρων άλλων παραγόντων στην αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών, όπως το υποκείμενο (Drogoudi et al., 27), το στάδιο συγκομιδής (Tomas-Barberan et al., 2), η διάρκεια συντήρησης (Vaio et al., 28) αλλά και το σύστημα καλλιέργειας, η περιοχή, κ.α..6. Ο ρόλος του αιθυλενίου και της αναπνοής Οι καρποί με διαφορετικούς μηχανισμούς ωρίμανσης μπορούν να διαχωριστούν σε κλιμακτηρικούς και μη κλιμακτηρικούς. Στους πρώτους η ωρίμανση αποτελεί μια σύνθετη, γενετικά προγραμματισμένη διαδικασία, η οποία οδηγεί σε αλλαγές στο χρώμα, την υφή, τη γεύση και το άρωμα και συνοδεύεται από μια απότομη αύξηση του ρυθμού αναπνοής και της παραγωγής αιθυλενίου (Salveit, 999, Alexander and Grierson, 22) (Εικόνα 6). 9

102 Εισαγωγή Εικόνα 6: Καμπύλη αύξησης μεγέθους, αναπνοής και παραγωγής αιθυλενίου των καρπών από τη γονιμοποίηση του άνθους μέχρι την ωρίμανσή τους. Το αιθυλένιο είναι φυτο-ρυθμιστικός παράγοντας σε αέρια μορφή (Klee, 22). Είναι αέριος υδρογονάνθρακας, με έναν διπλό δεσμό και μοριακό βάρος 2, άχρωμο, άοσμο και ελαφρύτερο από τον αέρα. Είναι εύφλεκτο και γι αυτό είναι και επικίνδυνο. Το αιθυλένιο σχηματίζεται από το αμινοξύ μεθειονίνη όπως περιγράφεται στην εικόνα 7. 9

103 Εισαγωγή L - μεθειονίνη SAM συνθάση ATP PPi + Pi S Αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) ACC συνθάση + _ Αμινοκυκλοπροπανο καρβοξυλικό οξύ (ACC) Ωρίμανση, Γηρασμός, Αυξίνη, Ξηρασία, Τραυματισμός AVG, AOA Ο 2 + Ασκορβικό οξύ CΟ 2 + HCN + Αφυδροασκορβικο οξύ ACC οξειδάση + _ Ωρίμανση, Αιθυλένιο Αναερόβιες συνθήκες, CO 2, Κοβάλτιο, > ο C, Εκκαθάριση ελευθέρων ριζών ΑΙΘΥΛΕΝΙΟ Εικόνα 7. Οδός σύνθεσης αιθυλενίου από το αμινοξύ μεθειονίνη. Με διακεκομμένα βέλη αποτυπώνονται κάποιοι αναστολείς ή προαγωγείς της σύνθεσης του αιθυλενίου. Το αιθυλένιο έχει πολλές διαφορετικές δράσεις στα φυτά. Αυξάνει την α- ναπνοή των κυττάρων, προάγει την αποκοπή των φύλλων και καρπών, προάγει την ωρίμανση και το μαλάκωμα των καρπών, τη διάσπαση της χλωροφύλλης, το γηρασμό, την ανάπτυξη ερυθρού χρώματος σε καρπούς, την καθυστέρηση της άνθησης σε ροδακινιά και άλλα οπωροφόρα, ευνοεί το σχηματισμό θηλυκών ανθέων, επηρεάζει τον τροπισμό των ριζών, τη ριζοβολία των μοσχευμάτων, επισπεύδει την απομάκρυνση της τανίνης από τον λωτό και τα κράνα. 92

104 Εισαγωγή Σε βιοχημικό επίπεδο το αιθυλένιο γίνεται αντιληπτό από μία ομάδα υποδοχέων. Στο φυτό Arabidopsis thaliana διακρίνονται σε πέντε υποομάδες, ETR, ERS, ETR2, ERS2, και EIN4. Όλοι οι υποδοχείς του αιθυλενίου έχουν παρόμοια δομή, αποτελούμενη από μία διαμεμβρανική περιοχή κοντά στο αμινοτελικό άκρο της πολυπεπτιδικής αλυσίδας και μια περιοχή παρόμοια με την κινάση της ιστιδίνης στο καρβοξυλικό άκρο της πολύπεπτιδικής αλυσίδας (Nakatsuka et al., 998). Το αιθυλένιο προσκολλάται στους ειδικούς υποδοχείς στις μεμβράνες των κυττάρων, από τους οποίους παράγονται αγγελιοφόρες ουσίες οι οποίες κατευθύνονται στον πυρήνα του κυττάρου και ενεργοποιούνται εκεί γονίδια ωρίμανσης (Lelievre et al., 997) που συντελούν σε αλλαγές στο μεταβολισμό του κυτταρικού τοιχώματος των καρπών (Sitrit and Bennett, 998, Giovanoni et al., 2) και οδηγούν στο μαλάκωμα των καρπών. Ο καρπός ροδακινιάς είναι τυπικός κλιμακτηρικός καρπός και η εμπορική του αξία εξαρτάται άμεσα από την ταχύτητα μαλακώματος της σάρκας. Η παραγωγή του αιθυλενίου συσχετίζεται με την ωρίμανση των καρπών (Lelievre et al., 997), ενώ έχει βρεθεί επίσης στενή συσχέτιση μεταξύ παραγωγής αιθυλενίου και μαλακώματος της σάρκας (Valero et al., 997). Η κλιμακτηρική αύξηση του αιθυλενίου έχει καταγραφεί κατά την εξέλιξη της ωρίμανσης καρπών ροδακινιάς (Tonutti et al., 99) και νεκταρινιάς (Brecht and Kader, 984) και έχει αναφερθεί ότι είναι έως και φορές υψηλότερη σε σχέση με το προ-κλιμακτηρικό στάδιο (Miller et al., 988). Το ύψος του κλιμακτηρικού μέγιστου ποικίλει ανάλογα με την ποικιλία και καρποί ροδακινιάς NMF ποικιλιών βρέθηκαν να παράγουν περισσότερο αιθυλένιο σε σχέση με καρπούς MF ποικιλιών ροδακινιάς (Brovelli et al., 998, 999). Εκτός από την απότομη αύξηση της παραγωγής και συγκέντρωσης αιθυλενίου, τυπικό χαρακτηριστική των καρπών ροδακινιάς είναι και η αύξηση του ρυθμού αναπνοής κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης (Lelievre et al., 997, Saltveit, 999). Όταν δεν είναι επιθυμητή η δράση του αιθυλενίου στην ωρίμανση των καρπών κατά τη συντήρησή τους, τότε είτε αφαιρείται από τους θαλάμους αποθήκευσης (καυστήρες αιθυλενίου, ελεγχόμενη ατμόσφαιρα, κ.α.), είτε χρησιμο- 9

105 Εισαγωγή ποιούνται ουσίες οι οποίες αναστέλλουν την παραγωγή ή τη δράση του αιθυλενίου στους ίδιους τους καρπούς..7. Αναστολή της δράσης και παραγωγής αιθυλενίου.7.. Αναστολή παραγωγής αιθυλενίου Μία ουσία που χρησιμοποιείται για την αναστολή της παραγωγή του αιθυλενίου είναι το AVG (αμινο-εθοξύ-βινυλο-γλυκίνη). Η ουσία AVG αποτελεί τη δραστική ουσία του σκευάσματος ReTain, το οποίο χρησιμοποιείται σε ψεκασμούς δένδρων για τη μείωση της καρπόπτωσης και τη βελτίωση της ποιότητας των συγκομιζόμενων καρπών (Byers, 997). Το AVG αναστέλλει τη δράση του ενζύμου ACC συνθάση (ACS) (Yu and Yang, 979) το οποίο μετατρέπει την S-αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) σε -αμινοκυκλοπροπανο--καρβοξυλικό οξύ (ACC), τον άμεσο πρόδρομο του αιθυλενίου (Adams and Yang, 98). To ένζυμο ACS θεωρείται το ένζυμο κλειδί στην παραγωγή του αιθυλενίου στα ανώτερα φυτά (Huai et al., 2). To AVG χρησιμοποιείται συχνά ως αναστολέας της παραγωγής του αιθυλενίου, ώστε να περιορίσει την επίδραση του αιθυλενίου στην αύξηση και ανάπτυξη των φυτών και την αντίδρασή τους σε καταπονήσεις (Abeles et al., 992). Επίσης το AVG έχει χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της συμμετοχής του αιθυλενίου σε διάφορες λειτουργίες των φυτών όπως η πτώση των οφθαλμών (Pereira- Netto, 2), ο καταμερισμός του ξηρού βάρους στο ρύζι (Mohapatra et al., 2), η ωρίμανση των καρπών (Clayton et al., 2, Wang and Dilley, 2), η παθογένεση των μυκήτων (Robison et al., 2), ο σχηματισμός ριζιδίων στα ψυχανθή (Mann et al., 2) και η αντίδραση σε ψυχρή καταπόνηση (Hong and Gross, 2) με διάφορους τρόπους επέμβασης (με ψεκασμό, με ριζοπότισμα ή με εμβάπτιση). Επίσης έχει αναφερθεί η επίδραση του AVG στη σύνθεση λειτουργικών πρωτεϊνών (Saltveit, 2). Η χρήση του αναστολέα της παραγωγής αιθυλενίου AVG σε καρπούς ροδακινιάς έδειξε ότι αναστέλλει την ωρίμανση των καρπών και μειώνει την καρπόπτωση κατά τη συγκομιδή. Ψεκασμοί δένδρων ροδακινιάς πριν τη συγκομιδή αλλά και εμβαπτίσεις καρπών αμέσως μετά τη συγκομιδή σε διάφορες συγκεντρώσεις AVG είχαν ως αποτέλεσμα οι καρποί να παράγουν λιγότερο αι- 94

106 Εισαγωγή θυλένιο, να είναι πιο συνεκτικοί και να περιέχουν περισσότερα ΔΣΣ κατά τη συγκομιδή αλλά και κατά τη διάρκεια της ψυχρής συντήρησης (Byers, 997, Vizzotto et al., 22). Επίσης μετά από ψεκασμούς δένδρων διαπιστώθηκε χαμηλότερη δραστηριότητα των ενζύμων ACC συνθάση και ACC οξειδάση, ενζύμων κλειδιά για τη βιοσύνθεση του αιθυλενίου (Bregoli et al., 22, Torrigiani et al., 24) Αναστολή δράσης του αιθυλενίου Αρκετές ουσίες έχουν χρησιμοποιηθεί τα τελευταία χρόνια στην προσπάθεια να παρεμποδιστεί η δράση του αιθυλενίου και να ελεγχθεί με αυτό τον τρόπο η ωρίμανση των καρπών. Οι ουσίες αυτές έχουν παρόμοια δομή με το αιθυλένιο και έτσι συνδέονται στους ίδιους υποδοχείς με εκείνους του αιθυλενίου, περιορίζοντας έτσι τη δράση του. Τέτοιες ουσίες είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), το DCPA (δι-αζο-κυκλοπενταδιένιο) και το -MCP (-μεθυλοκυκλοπροπένιο). Η ένωση -MCP που ανακαλύφθηκε τελευταία, όπως και το DACP, δρουν ανταγωνιστικά προς το αιθυλένιο. Τα σκευάσματα αυτά έχουν τύχει πρακτικής εφαρμογής, το πρώτο στη συντήρηση των φρούτων, λαχανικών και ανθέων και το δεύτερο στη συντήρηση των ανθέων. Το - ΜCP δοκιμάστηκε σε πολλά φρούτα και λαχανικά προκειμένου να παραταθεί η μετασυλλεκτική τους ζωή και σε αρκετές χώρες ήδη έχει πάρει άδεια χρήσης μετασυλλεκτικά. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί η επίδραση της χρήσης ουσιών που αναστέλλουν την παραγωγή ή τη δράση του αιθυλενίου, ορμόνη υπεύθυνη για την ωρίμανση των καρπών, στη μετασυλλεκτική ζωή των καρπών και την περιεκτικότητά τους σε αντιοξειδωτικές ουσίες. Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές ποικιλίες ροδακινιάς, ώστε να διερευνηθεί και η αντίδραση διαφόρων γονοτύπων ροδακινιάς στη χρήση των παραπάνω ουσιών. 9

107 Υλικά και Μέθοδοι 2. Υλικά και μέθοδοι 2.. Φυτικό υλικό Για την μελέτη της αναστολή του μαλακώματος της σάρκας χρησιμοποιήθηκαν πέντε ποικιλίες ροδακινιάς: α) δύο κιτρινόσαρκες επιτραπέζιες ποικιλίες, η ποικιλία Royal Glory, οι καρποί της οποίας δεν μαλακώνουν γρήγορα μετά τη συγκομιδή, και η ποικιλία Red Haven, οι καρποί της οποίας μαλακώνουν γρήγορα μετά τη συγκομιδή, β) δύο λευκόσαρκες ποικιλίες, η ποικιλία ροδακινιάς Maria Bianca και η ποικιλία νεκταρινιάς Caldesi 2 και γ) μια συμπύρηνη ποικιλία, η Everts. Τα έτη 2 και 26 συλλέχθηκαν ώριμοι σκληροί καρποί από κάθε ποικιλία. Οι καρποί χωρίστηκαν σε ομάδες των καρπών. Οι μισοί καρποί κλείστηκαν σε αεροστεγή δοχεία όπου προστέθηκε η ουσία -MCP (Rohm & Haas Co., Smartfresh.4% technology) σε συγκέντρωση nl/l για 2 ώρες και οι υπόλοιποι καρποί χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρας. Το έτος 27 χρησιμοποιήθηκαν 6 καρποί της ποικιλίας Red Haven (2 ομάδες Χ καρποί). Πέντε ομάδες καρπών δέχτηκαν την επίδραση της ουσίας -MCP (Rohm & Haas Co., Smartfresh.4% technology) σε συγκέντρωση nl/l για 2 ώρες, πέντε ομάδες εμβαπτίστηκαν για λεπτό σε υδατικό διάλυμα του σκευάσματος AFxRD-8 (Rohm & Haas Co., Spring House, PA) συγκέντρωσης mg -MCP /L, πέντε ομάδες εμβαπτίστηκαν για λεπτό σε υδατικό διάλυμα ReTain συγκέντρωσης,28 mmol/l και πέντε ομάδες χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρας. Στη συνέχεια οι καρποί συντηρήθηκαν στους 2 o C για, 7,4,2 και 28 ημέρες και μετά την εξαγωγή τους από τον ψυκτικό θάλαμο αφήνονταν για πέντε ημέρες στους 2 o C (shelf-life). Κατά τη διάρκεια παραμονής των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου προσδιορίζονταν την η, η και η ημέρα τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών, όπως εξωτερικό χρώμα, παραγωγή αιθυλενίου, ρυθμός αναπνοής, ΑΣΠ, ΔΣΣ, οξύτητα. Επίσης σε δείγματα φλοιού και σάρκας των καρπών προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα ανθοκυανών, καροτενοειδών, φλαβονοειδών, συνολικών φαινολών και η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα. 96

108 Υλικά και Μέθοδοι 2.2. Προσδιορισμός εξωτερικού χρώματος Το χρώμα των καρπών προσδιορίζονταν με τη βοήθεια χρωματόμετρου (Minolta CR-2) και οι ενδείξεις του οργάνου εκφράζονταν στο σύστημα L *, a *, b *. Σύμφωνα με το σύστημα αυτό, η τιμή L* δίνει την φωτεινότητα (δηλ. τη διαβάθμιση ανοιχτού έως σκούρου χρώματος), η τιμή a* τη διαβάθμιση του χρώματος από πράσινο (-a*) έως κόκκινο (+a*) και η τιμή b* τη διαβάθμιση από κίτρινο (-b*) έως μπλε (+b*). Κατόπιν προσδιορίστηκαν οι παράμετροι Chroma και Hue angle σύμφωνα με τον McGuire (992). 2.. Ρυθμός παραγωγής του αιθυλενίου και του CO 2 Τρεις καρποί τοποθετούνταν σε αεροστεγή βάζα των l για ώρα στους 2 ο C και κατόπιν λαμβάνονταν δείγματα με σύριγγα ml. Για τον προσδιορισμό του αιθυλενίου ένα δείγμα αερίου από το εσωτερικό των βάζων εγχέονταν σε αέριο χρωματογράφο (Varian ). Το αιθυλένιο διαχωρίζονταν σε στήλη Porapak Q, μήκους εκ. και διαμέτρου,2 εκ. στους ο C και προσδιορίζονταν με ανιχνευτή FID στους 8 ο C. Για τη βαθμονόμηση του οργάνου χρησιμοποιήθηκε πρότυπο αέριο αιθυλένιο,2 ppm και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν σε μl C 2 H 4 *kg - *h -. Ο ρυθμός αναπνοής των καρπών προσδιορίστηκε μετρώντας την παραγωγή CO 2 των καρπών. Τα παραγόμενο CO 2 προσδιορίστηκε μετά από έγχυση δείγματος αερίου από το εσωτερικό των βάζων σε υπέρυθρο αναλυτή αερίων (28 Combo Gas Analyser). Για τη βαθμονόμηση του οργάνου χρησιμοποιήθηκε πρότυπο αέριο CO 2,88 % και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν σε ml CO 2 *kg - *h Συνεκτικότητα της σάρκας (Α.Σ.Π.) Η συνεκτικότητα της σάρκας προσδιορίστηκε με χρήση πιεσόμετρου α- κριβείας Chatillon και έμβολο διαμέτρου 7,9 mm. Σε κάθε καρπό πραγματοποιούνταν 2 μετρήσεις αντιδιαμετρικά, στο μέσο της αποστάσεως μεταξύ των δυο άκρων του κάλυκα και του ποδίσκου, σε σημείο όπου προηγουμένως είχε αφαιρεθεί ο φλοιός. Οι ενδείξεις καταγράφονταν και η αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) εκφράστηκε σε kg. 97

109 Υλικά και Μέθοδοι 2.. Διαλυτά στερεά συστατικά και ογκομετρούμενη οξύτητα Τα σάκχαρα, που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των διαλυτών στερεών συστατικών (ΔΣΣ), προσδιορίζονταν στο χυμό των καρπών με ηλεκτρονικό σακχαροδιαθλασίμετρο (Atago PR-). Μια σταγόνα από το χυμό καρπών (ανά επανάληψη) τοποθετούνταν πάνω στη γυάλινη πλάκα του οργάνου και λαμβάνονταν η ένδειξη σε % σύσταση. Η συνολική οξύτητα προσδιορίζονταν σε δείγμα ml χυμού, από καρπούς ανά επανάληψη, με τιτλοδότηση με, Ν NaOH μέχρι ph 8,2 και εκφράζονταν ως ποσοστό % μηλικού οξέος. Για την μετατροπή αυτή πολλαπλασιάζονταν τα ml του διαλύματος NaOH, που χρησιμοποιήθηκαν για την εξουδετέρωση, με το συντελεστή, Ποσοτικός προσδιορισμός αντιοξειδωτικών ουσιών Ανθοκυάνες Για την εκχύλιση των ανθοκυανών τοποθετήθηκε g φλοιού ή 2 g σάρκας σε 2 ml οξινισμένης αλκοόλης ( 8% αιθυλική αλκοόλη και 2% πυκνό HCl) και το μείγμα τοποθετήθηκε στο σκοτάδι στους 4 ο C για 24 ώρες. Η υγρή φάση του μίγματος παραλήφθηκε με μεγάλη προσοχή, τοποθετήθηκε σε γυάλινες φιάλες των ml και το ίζημα επαναδιαλύθηκε σε 2 ml οξινισμένης αλκοόλης για 24 ώρες. Οι δύο υγρές φάσεις της εκχύλισης αναμίχθηκαν, διηθήθηκαν με χωνί Buchner και ηθμό Whatman No και προστέθηκε οξινισμένη αλκοόλη μέχρι τελικού όγκου ml. Η συνολική περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες προσδιορίστηκε με τη μέθοδο των διαφορετικών ph (Cheng and Breen, 99). Για τις ανάγκες της μεθόδου παρασκευάστηκαν δύο ρυθμιστικά διαλύματα με pη (Υδροχλωρικό οξύ χλωριούχο κάλιο,,2m) και pη 4, (Οξικό οξύ οξικό νάτριο, M)., ml δείγματος αναμίχθηκαν με, ml ρυθμιστικού διαλύματος και μετρήθηκε η α- πορρόφηση και στα δύο pη σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος, στα και στα 7 nm. Η συγκέντρωση των ανθοκυανών υπολογίσθηκε με βάση τον τύπο των Lambert Beer, Α = ε. c. l όπου Α = [(Α - Α 7 ) pη. - (Α - Α 7 ) pη 4. ], l είναι το πάχος του διαλύματος ( cm) και ε ο μοριακός συντελεστής απορρόφησης, για το γλυκοσίδιο της κυανιδίνης ισούται με 296 Μ - cm -. Η συγκέντρωση των ανθοκυανών που υπολογίστηκε με τον παραπάνω τύπο εκφράζεται ως ι- σοδύναμα γραμμομόρια γλυκοσιδίου της κυανιδίνης ανά λίτρο διαλύματος. Στα ml διαλύματος που αναλύθηκαν περιέχονταν, ml τελικού εκχυλίσματος 98

110 Υλικά και Μέθοδοι και γνωρίζοντας ότι το μοριακό βάρος της πρότυπης ουσίας ισούται με 646,9 υπολογίστηκε η περιεκτικότητα των δειγμάτων σε ισοδύναμα γλυκοσιδίου της κυανιδίνης mg / g νωπού βάρους (FW). Τρία δείγματα από κάθε μεταχείριση αναλύθηκαν ως προς την περιεκτικότητά τους σε ανθοκυάνες και η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα Καροτενοειδή Για την εκχύλιση των ολικών καροτενοειδών τοποθετήθηκε g φλοιού ή σάρκας σε μείγμα διαλυτών το οποίο περιείχε ml αιθανόλη, ml ακετόνη και ml εξάνιο. Μετά από καλή ομογενοποίηση του εκχυλίσματος, ώσπου να α- σπρίσει ο ιστός του καρπού το μείγμα αφήνονταν να ηρεμήσει για λεπτά και κατόπιν λαμβάνονταν ml από το υπερκείμενο εξάνιο στο οποίο ήταν διαλυμένο το σύνολο των καροτενοειδών ουσιών. Σ αυτό το δείγμα μετρούνταν η α- πορρόφηση στα 4 nm στο φασματοφωτόμετρο. Η συγκέντρωση των καροτενοειδών υπολογίζονταν χρησιμοποιώντας τον συντελεστή μοριακής απορρόφησης του β- καροτένιου, ε % =292 M - cm - σύμφωνα με τον Rodriguez- Amaya (999). Τρία δείγματα από κάθε μεταχείρηση αναλύθηκαν ως προς την περιεκτικότητά τους σε καροτενοειδή και η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα Εκχύλιση υδατοδιαλυτών φαινολών και αντιοξειδωτικών ουσιών Για την εκχύλιση των ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών, των ολικών φλαβονοειδών και της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας τοποθετήθηκε g φλοιού ή σάρκας σε ml εκχυλιστικού διαλύματος που περιείχε 7 % ακετόνη,, % οξικό οξύ και 29, % νερό. Το μείγμα, μετά από καλή ανάμειξη σε ανακινητήρα τοποθετήθηκε στο σκοτάδι στους 4 ο C για 24 ώρες. Μετά τη λήψη του υπερκειμένου, αναπληρώθηκε το εκχυλιστικό με ίση ποσότητα και ανατοποθετήθηκε στο σκοτάδι στους 4 ο C για ακόμη 48 ώρες. Το νέο υπερκείμενο συλλέχθηκε και αφού αναμείχθηκαν τα δύο εκχυλίσματα, διηθήθηκαν και προστέθηκε εκχυλιστικό διάλυμα μέχρι τελικού όγκου 2 ml Ποσοτικός προσδιορισμός φαινολών Οι ολικές υδατοδιαλυτές φαινόλες μετρήθηκαν με το αντιδραστήριο Folin Ciocalteu σύμφωνα με την μέθοδο των Slinkard and Singleton (977). Το α- 99

111 Υλικά και Μέθοδοι ντιδραστήριο Folin Ciocalteu αραιώθηκε σε αναλογία : και σε 2, ml α- ραιωμένου αντιδραστηρίου Folin Ciocalteu προστέθηκαν σε μl εκχυλίσματος φυτικού ιστού ( μl H 2 στην περίπτωση του τυφλού). Μετά από s προστέθηκαν 2 ml διαλύματος Na 2 CO (7 g/l). Στη συνέχεια το μείγμα, μετά από καλή ανάμειξη σε ανακινητήρα, επωάστηκε σε υδατόλουτρο στους ο C για min. Μετά την ψύξη του μείγματος μετρήθηκε η απορρόφησή του στα 76 nm. Τρία δείγματα από κάθε μεταχείριση αναλύθηκαν ως προς την περιεκτικότητα σε φαινόλες και η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης εκφράστηκαν ως ισοδύναμα mg γαλλικού οξέος (GAE) ανά g νωπού βάρους, το οποίο και χρησιμοποιήθηκε ως πρότυπος φαινόλη για τη δημιουργία της καμπύλης αναφοράς Ποσοτικός προσδιορισμός φλαβονοειδών Τα ολικά φλαβονοειδή μετρήθηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο των Zhishen et al, (999). Ποσότητα ml από το εκχύλισμα τοποθετήθηκε σε δοκιμαστικό σωλήνα με 2,7 ml νερό και, ml NaNO 2 %. Μετά από λεπτά προστέθηκαν, ml διαλύματος Al 2 Cl % και μετά από 6 λεπτά προστέθηκε ml διαλύματος NaOH N. Στη συνέχεια μετά από καλή ανάμειξη σε ανακινητήρα, μετρήθηκε η απορρόφησή του μείγματος στα nm. Τρία δείγματα από κάθε μεταχείριση αναλύθηκαν ως προς την περιεκτικότητα σε φλαβονοειδή και η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης εκφράστηκαν ως ισοδύναμα mg κατεχίνης ανά g νωπού βάρους, η οποία και χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της καμπύλης αναφοράς Αντιοξειδωτική ικανότητα - Δοκιμή FRAP (Ferric reducing / antioxidant power) Η δοκιμή FRAP είναι μια γρήγορη, οικονομική και άμεση φασματοφωτομετρική μέθοδος μέτρησης της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας, η οποία χρησιμοποιεί τα αντιοξειδωτικά ως αναγωγικά σώματα σε μια αντίδραση οξειδοαναγωγής, παρέχοντας σε περίσσεια μία εύκολα αναγόμενη οξειδωτική ουσία (Benzie and Strain, 996). Η αρχή στην οποία στηρίζεται η δοκιμή είναι η αναγωγή, κάτω από όξινες συνθήκες, του συπλόκου της τρισθενούς σιδηρο-τριπυριδυλοτριαζίνης (Fe + - TPTZ) στη δισθενή μορφή, που έχει ένα έντονο μπλε χρώμα, και απορροφά στα 9nm. Η αντίδραση είναι μη ειδική και κάθε ημιαντίδραση με ένα μικρότερο

112 Υλικά και Μέθοδοι θετικό οξειδοαναγωγικό δυναμικό, στις συνθήκες τις δοκιμής, από την ημιαντίδραση Fe + / Fe +2 - TPTZ, θα οδηγήσει στην αναγωγή του συπλόκου Fe + - TPTZ και την ανάπτυξη χρώματος. Γι αυτό, η αύξηση της απορρόφησης συσχετίζεται άμεσα με τη συνολική αναγωγική δύναμη των αντιοξειδωτικών που βρίσκονται στο διάλυμα της δοκιμής και λειτουργούν ως δότες ηλεκτρονίων (Benzie and Strain, 996). Για τις ανάγκες της μεθόδου παρασκευάστηκαν τα εξής διαλύματα: α) ρυθμιστικό διάλυμα οξικών,μ, ph,6, β) διάλυμα 2,4,6 - tripyridil-s-triazine (TPTZ) mm σε διάλυμα HCl 4 mm, γ) διάλυμα FeCl 6H 2 O 2 mm, δ) πρότυπο διάλυμα αντιοξειδωτικών ουσιών: μμ υδατικού διαλύματος ασκορβικού οξέος. Το διάλυμα εργασίας της δοκιμής FRAP προήλθε αναμιγνύοντας τα διαλύματα α, β και γ σε αναλογία ::. Σε δοκιμαστικό σωλήνα αναμίχθηκαν ml διαλύματος εργασίας και μl δείγματος ή πρότυπου διαλύματος ασκορβικού οξέος. Το μίγμα μετά από καλή ομογενοποίηση σε ανακινητήρα επωάστηκε σε υδατόλουτρο στους 7 ο C. Ακριβώς 4 min μετά την ανάμειξη των αντιδραστηρίων μετρήθηκε η απορρόφηση στα 9 nm. Η τιμή FRAP μετρήθηκε σε τρία δείγματα από κάθε ποικιλία και κάθε δείγμα μετρήθηκε τρεις φορές. Οι τιμές FRAP του τελικού εκχυλίσματος, για το κάθε δείγμα, υπολογίζονταν σε μμ, με χρήση της παρακάτω εξίσωσης: τιμή FRAP εκχυλίσματος (μμ) ΔΑ = ΔΑ 9nm 9nm δείγματος τιμή FRAP πρότυπου (μμ) πρότυπου Σε διάλυμα μμ Fe +2 η τιμή FRAP ισούται με μμ, ενώ σε διάλυμα μμ ασκορβικού οξέος η τιμή FRAP ισούται με 2 μμ, καθώς στο α- σκορβικό οξύ η στοιχειομετρική σταθερά ισούται με 2 (Benzie and Strain, 999). Η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης εκφράστηκαν ως μmol/ g ν.β Αντιοξειδωτική ικανότητα Χρήση της ελεύθερης ρίζας DPPH H αντιοξειδωτική ικανότητα των δειγμάτων προσδιορίστηκε επίσης με τη χρήση της ελεύθερης ρίζας,-διφαινυλο 2 πικρυλουδραζύλη (DPPH) (Blios, 98). Η ρίζα DPPH έχει έντονο μωβ χρώμα το μειώνεται όταν αδέσμευτα ηλεκτρόνια δεσμεύονται από αντιοξειδωτικές ουσίες. Το μείγμα δοκιμής περιείχε μl εκχυλίσματος και 29 μl διαλύματος DPPH μm σε μεθανόλη. Μετά από

113 Υλικά και Μέθοδοι καλή ανάδευση το μείγμα παρέμεινε για 4 ώρες στο σκοτάδι και κατόπιν μετρούνταν η απορρόφηση στα 7 nm. Η ανάλυση επαναλήφθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης εκφράστηκαν ως ισοδύναμα μg ασκορβικού οξέος/ g ν.β., το οποίο και χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της πρότυπης καμπύλης αναφοράς Δοκιμές πηκτινολυτικών ενζύμων Η δράση της πολυγαλακτουρονάσης (exo-pg) και της πηκτινομεθυλεστεράσης (PME) προσδιορίστηκε σε δείγματα τα οποία αφού συλλέχθηκαν, κατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και αποθηκεύτηκαν στους -8 ο C μέχρι την ανάλυσή τους. Σε όλες τις ενζυμικές δοκιμές ελέγχθηκε η γραμμικότητα τόσο σε ότι αφορούσε στο χρόνο αντίδρασης όσο και σε ότι αφορούσε τη συγκέντρωση του ενζύμου Δοκιμή πολυγαλακτουρονάσης (exo-pg) Για τη δοκιμή της exo-pg δείγματα καρπού από τους -8 ο C επανακατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και λειοτριβήθηκαν με γουδί. Η εκχύλιση του ενζύμου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο της Zhou et al. (2). 2 g ιστού ομογενοποιήθηκαν με 8 ml νερό, το μείγμα φυγοκεντρήθηκε ( g, 4 ο C, min) και το υπερκείμενο απορρίφθηκε. Η διαδικασία επαναληφθηκε άλλη μία φορά και το νέο ίζημα επωάστηκε με ανακίνηση στους 4 ο C για ώρα σε ψυχρό ρυθμιστικό διάλυμα οξικών mm, ph και, M NaCl. Ακολούθησε φυγοκέντρηση ( g, 4 ο C, min) και το υπερκείμενο προστέθηκε σε ψυχρό ρυθμιστικό διάλυμα οξικών mm, ph σε αναλογία /, συνιστώντας το τελικό ενζυμικό εκχύλισμα. Η δράση του ενζύμου προσδιορίστηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του Gross (982), η οποία βασίζεται στην ταχύτητα απελευθέρωσης των αναγωγικών σακχάρων από τα άκρα των πηκτινικών αλυσίδων. Τα αναγωγικά σάκχαρα προσδιορίζονταν ποσοτικά με τη μέθοδο της κυανοακεταμίδης. Η κυανοακεταμίδη αντιδρά με τα αναγωγικά σάκχαρα σε ορισμένες συνθήκες και παράγεται σύμπλοκο που απορροφά στο υπεριώδες (276 nm). Ποσότητα ml ενζυμικού εκχυλίσματος αναμείχθηκε με ίση ποσότητα διαλύματος πολυγαλακτουρονικού οξέος (PGA, Polygalacturonic acid), % σε 2

114 Υλικά και Μέθοδοι ρυθμιστικό διάλυμα οξικών mm, ph 4,4 και επωάστηκαν στους ο C για 24 ώρες. Για τον προσδιορισμό της ποσότητας του γαλακτουρονικού οξέος που απελευθερώνονταν με τη δράση της exo-pg, σε, ml μείγματος δοκιμής προστέθηκαν 2 ml ρυθμιστικό διάλυμα βορικών mm, ph 9, και, ml διαλύματος κυανοακεταμίδης %. Ακολούθησε βρασμός του μείγματος για λεπτά και μέτρηση της απορρόφησης στα 276 nm. Ο προσδιορισμός των μg γαλακτουρονικού οξέος που απελευθερώθηκαν έγινε με χρήση καμπύλης αναφοράς διαλύματος γνωστής συγκέντρωσης γαλακτουρονικού οξέος. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε τρεις φορές για κάθε δείγμα. Η ειδική δράση της exo-pg ορίστηκε ως η απελευθέρωση μg γαλακτουρονικού οξέος ανά mg πρωτεΐνης ανά ώρα Δοκιμή πηκτινομεθυλεστεράσης (PME) Για τη δοκιμή της PME δείγματα καρπού από τους -8 ο C επανακατεργάστηκαν με υγρό άζωτο και λειοτριβήθηκαν με γουδί. Η εκχύλιση του ενζύμου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο της Zhou et al. (2). 2 g ιστού ομογενοποιήθηκαν με 4 ml NaCl 7,% και ακλούθησε φυγοκέντρηση σε g για 2 min στου 4 ο C. Για τον προσδιορισμό της δράσης του ενζύμου, ml από το υπερκείμενο προστέθηκε σε ml διαλύματος πηκτίνης % παρουσία NaCl,Μ και το pη ρυθμίστηκε στην τιμή 7, με προσθήκη ΝαΟΗ. Η μείωση του pη καταγράφηκε για 2 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου. Η ειδική δράση του ενζύμου ΡΜΕ εκφράστηκε ως μείωση του pη ανά 2 ώρες ανά g νωπού βάρους καρπού (Koukounaras et al., 28) Προσδιορισμός των ολικών πρωτεϊνών Η συγκέντρωση των ολικών πρωτεϊνών πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του Bradford (976), η οποία βασίζεται στη σύνδεση της χρωστικής Coomassie Blue G-2 στο μόριο της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα τη μετατόπισης του μέγιστου της απορρόφησης από τα 46 nm στα 9 nm. Για τον ποσοτικό προσδιορισμό των ολικών πρωτεϊνών χρησιμοποιήθηκε πρότυπη καμπύλη αναφοράς η οποία κατασκευάστηκε με διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης της αλβουμίνης του ορού του βοδιού (Bovine serum albumin, BSA).

115 MF NMF Ποικιλίες. Αποτελέσματα - Συζήτηση.. Επίδραση της ουσίας MCP στην μετασυλλεκτική φυσιολογία και το αντιοξειδωτικό δυναμικό δύο ποικιλιών ροδακινιάς (MF NMF) Η χρήση της ουσίας -MCP, η οποία αναστέλλει την δράση του αιθυλενίου έδειξε ότι μπορεί να παρατείνει τη μετασυλλεκτική ζωή των καρπών τόσο μέσα στους θαλάμους ψύξης όσο και στη παραμονή των καρπών στο ράφι. Δυστυχώς εξαιτίας βλάβης της συσκευής αέριας χρωματογραφίας δεν ήταν δυνατόν να γίνει μέτρηση του παραγόμενου αιθυλενίου και του CO 2 των καρπών.... Αντίσταση σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Η ποικιλία Royal Glory είναι non melting ποικιλία, της οποίας οι καρποί δεν μαλακώνουν γρήγορα όταν ωριμάζουν. Οι καρποί της ποικιλίας Royal Glory οι οποίοι μεταχειρίστηκαν με -MCP και δε δέχτηκαν καθόλου ψύξη δε διέφεραν από το μάρτυρα ως προς την ΑΣΠ μία ημέρα μετά την επέμβαση, ενώ την η και την η ημέρα στους καρπούς της μεταχείρισης διαπιστώθηκαν υψηλότερες τιμές ΑΣΠ από ό, τι στο μάρτυρα. Μετά από 7 και 4 ημέρες ψύξη στους καρπούς της μεταχείρισης διαπιστώθηκε σημαντικά υψηλότερη ΑΣΠ σε σχέση με το μάρτυρα την μόνο την η και η ημέρα παραμονής στους 2 ο C. Μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξης στους καρπούς με -MCP μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη ΑΣΠ σε σχέση με το μάρτυρα μόνο την η ημέρα παραμονής στους 2 ο C. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της ΑΣΠ δίνονται στο σχήμα. Η ποικιλία Red Haven είναι melting ποικιλία, της οποίας οι καρποί μαλακώνουν γρήγορα όταν ωριμάζουν. Στους καρπούς της μεταχείρισης με -MCP οι οποίοι δε δέχτηκαν καθόλου ψύξη μετά την εφαρμογή και παρέμειναν στους 2 ο C διαπιστώθηκε σημαντικά υψηλότερη αντίσταση σάρκας στην πίεση σε σχέση με το μάρτυρα την η και την η ημέρα μετά την επέμβαση, ενώ την η ημέρα δε διέφεραν σημαντικά σε σχέση με το μάρτυρα. Μετά από 7, 4 και 2 ημέρες ψύξης στους καρπούς με -MCP μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη ΑΣΠ σε σχέση με το μάρτυρα μόνο την η ημέρα στους 2 ο C, ενώ την η και την η ημέρα δε διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές (Σχήμα 2). Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρονται και από άλλους ερευνητές οι οποίοι εργάστηκαν με διάφορες ποικιλίες ροδακινιάς (Dong et al., 2, Mathooko et 4

116 MF NMF Ποικιλίες al., 2, Fan et al., 22, Rasori et al., 22, Bregoli et al., 2, Liu et al., 2). Όλα τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μέγιστη αποτελεσματικότητα του - MCP καταγράφεται αμέσως μετά τη συγκομιδή, ενώ μειώνεται όσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια συντήρησης των καρπών στους ο C. 6 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΑΣΠ (Kgr) 4 2 Μάρτυρας - MCP ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 6 7 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP 6 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ (Kgr) 4 2 ΑΣΠ (Kgr) 4 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 6 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP 6 28 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ (Kgr) 4 2 ΑΣΠ (Kgr) 4 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Σχήμα : Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου.

117 MF NMF Ποικιλίες ΑΣΠ (Kgr) 4 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ (Kgr) ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Legend Μάρτυρας - MCP ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΑΣΠ (Kgr) 4 2 Legend Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ (Kgr) 4 2 Legend Μάρτυρας - MCP ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Σχήμα 2: Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου...2. Εξωτερικό χρώμα. Το εξωτερικό χρώμα των καρπών της ποικιλίας Royal Glory που μεταχειρίστηκαν με το MCP δεν παρουσίασε σημαντικές μεταβολές κατά τη διάρκεια της συντήρησής τους στο ψυγείο σε σχέση με το μάρτυρα, όπως φαίνεται και από τις τιμές των παραμέτρων L, C, hue angle (Σχήμα ) Μάρτυρας - MCP 28 Μάρτυρας - MCP Μάρτυρας - MCP L value 8 6 Chroma Hue angle ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα : Μεταβολή των τιμών L, Chroma και Hue angle καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη. 6

118 MF NMF Ποικιλίες Όσο αφορά το επίχρωμα των καρπών της ποικιλίας Red Haven, παρουσιάστηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των καρπών. Στους καρπούς της μεταχείρισης -MCP μετά από 2 ημέρες ψύξης και μία ημέρα στο ράφι αναπτύχθηκε έντονο κόκκινο χρώμα στο φλοιό όπως φαίνεται και από τις μεταβολές των τιμών των παραμέτρων L, Chroma και Hue angle στο σχήμα 6. L value Μάρτυρας - MCP Chroma 4 4 Μάρτυρας - MCP Hue angle Μάρτυρας - MCP ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 6: Μεταβολή των τιμών L, Chroma και Hue angle L, a/b, C και hue angle καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4και 2 ημέρες ψύξη.... Διαλυτά Στερεά Συστατικά και Ολική Οξύτητα. Οι καρποί της ποικιλίας Royal Glory της μεταχείρισης με -MCP διαπιστώθηκε ότι περιείχαν λιγότερα διαλυτά στερεά συστατικά σε σχέση με το μάρτυρα κατά τη διάρκεια της ψύξης, ενώ αντίθετα η ογκομετρούμενη οξύτητα ήταν υψηλότερη όπως δείχνουν το σχήμα 7. ΔΣΣ % 4 2 Μάρτυρας - MCP Ολική οξύτητα % Μάρτυρας - MCP ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 7: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη 7

119 MF NMF Ποικιλίες Οι καρποί του μάρτυρα της ποικιλίας Red Haven περιείχαν περισσότερα διαλυτά στερεά συστατικά τις πρώτες 4 ημέρες συντήρησης τα οποία μειώθηκαν σημαντικά τις επόμενες ημέρες. Αντίθετα οι καρποί της μεταχείρισης με το -MCP περιείχαν λιγότερα ΔΣΣ από ότι ο μάρτυρας, τα οποία συνεχώς αυξάνονταν καθ όλη τη διάρκεια του πειράματος (Σχήμα 8). Επίσης η ογκομετρούμενη οξύτητα ήταν υψηλότερη στους καρπούς της μεταχείρισης με - MCP. ΔΣΣ % 4 2 Μάρτυρας - MCP Ολική οξύτητα % Μάρτυρας - MCP ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 8: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρονται και από άλλους ερευνητές, σημειώνοντας ότι η χρήση -MCP είχε ως αποτέλεσμα λιγότερα ΔΣΣ (Fan et al., 22, Bregoli et al., 2) ή καθυστερημένη αύξηση της περιεκτικότητας σε ΔΣΣ (Liu et al., 2)...4. Χρωστικές ουσίες στο φλοιό και τη σάρκα των καρπών. Η σάρκα των καρπών της ποικιλίας Royal Glory χαρακτηρίζεται για την κόκκινη απόχρωσή της. Η επέμβαση με το -MCP αύξησε σημαντικά το κόκκινο χρώμα στο εσωτερικό των καρπών μετά από 7 ή/και 4 ημέρες ψύξη και ημέρες παραμονή στο ράφι όπως φαίνεται και στις εικόνες και 2. 8

120 MF NMF Ποικιλίες Εικ. : Καρπός ποικιλίας Royal Glory Μάρτυρας 4 ημέρες ψύξη. Εικ. 2: Καρπός ποικιλίας Royal Glory Εφαρμογή -MCP - 4 ημέρες ψύξη. Μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξης δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές ως προς το κόκκινο χρώμα της σάρκας ή/και του φλοιού μεταξύ της μεταχείρισης με -MCP και του μάρτυρα, όπως διαπιστώνεται και από τη συγκέντρωση ανθοκυανών στη σάρκα και το φλοιό των καρπών της ποικιλίας Royal Glory (Σχήμα 9). 4 flesh 8 peel Μάρτυρας - MCP mg / g FW 2 mg / g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 9: Συγκέντρωση ανθοκυανών (mg γλυκοσιδίου της κυανιδίνης/ g FW) στη σάρκα και το φλοιό καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη Η συγκέντρωση των καροτενοειδών στη σάρκα και στο φλοιό των ροδάκινων αυξάνεται με την ωρίμανση των καρπών και τη συντήρησή τους. Στους καρπούς ς μεταχείρισης με -MCP η συγκέντρωση των ολικών καροτενοειδών στη σάρκα και στο φλοιό των καρπών ήταν σημαντικά χαμηλότερη από ότι στους καρπούς του μάρτυρα (έως και % τόσο στη σάρκα όσο και στο φλοιό) 9

121 MF NMF Ποικιλίες μετά από, 7 και 4 ημέρες ψύξης. Μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξης δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μεταχειρίσεων (Σχήμα ). 2 flesh 4 peel Μάρτυρας - MCP μg β-caroten/g FW μg β-caroten/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα : Συγκέντρωση καροτενοειδών (μg β-καροτένιου/ g FW) στη σάρκα και το φλοιό καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη Έντονο κόκκινο χρώμα αναπτύχθηκε μετά από 2 ημέρες ψύξης τόσο στο φλοιό όσο και στη σάρκα των καρπών της ποικιλίας Red Haven της μεταχείρισης με το -MCP όπως δείχνουν οι εικόνες και 4. Χαρακτηριστική είναι η ανάπτυξη του κόκκινου χρώματος στη σάρκα των καρπών με -MCP στο περιφερειακό τμήμα του καρπού, ακριβώς κάτω από το φλοιό.

122 MF NMF Ποικιλίες Εικ. : Καρπός ποικιλίας Red Haven Μάρτυρας μετά από 2 ημέρες ψύξης + ημέρα στους 2 ο C Εικ. 4: Καρπός ποικιλίας Red Haven Μεταχείριση με -MCP + 2 ημέρες ψύξης + ημέρα στους 2 ο C Παρά την εμφανή ανάπτυξη κόκκινου χρωματισμού της σάρκας των καρπών της μεταχείρισης με το - MCP, η συγκέντρωση ολικών ανθοκυανών στη σάρκα των καρπών ήταν πολύ μικρή στο σύνολο της σάρκας του καρπού και συνεπώς αδύνατο να προσδιοριστεί. Η συγκέντρωση των ανθοκυανών όμως στο φλοιό των καρπών της μεταχείρισης με -MCP ήταν μικρότερη έως και μετά από 4 ημέρες ψύξη, γεγονός που υποδηλώνει λιγότερο ώριμους καρπούς, μετά από 2 ημέρες ψύξη η συγκέντρωση των ανθοκυανών στο φλοιό των καρ-

123 MF NMF Ποικιλίες πών με -MCP ήταν 6, % υψηλότερη σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα (Σχήμα ). Παρόμοια συμπεριφορά των καρπών στο -MCP διαπιστώθηκε και από τους Dong et al. (2), όπου αναφέρουν αυξημένη συγκέντρωση ανθοκυανών στο φλοιό καρπών νεκταρινιάς (ποικ. Flavor Top) μετά από εφαρμογή -MCP και ημέρες συντήρηση των καρπών στους o C. Μάρτυρας - MCP μg / g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα : Συγκέντρωση ανθοκυανών (mg cyanidin -glucoside/ g FW) στο φλοιό καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη. Η συγκέντρωση καροτενοειδών τόσο στη σάρκα όσο και στο φλοιό των καρπών της μεταχείρισης με -MCP ήταν σημαντικά μικρότερη σε σχέση με το μάρτυρα καθ όλη τη διάρκεια του πειράματος (Σχήμα 2). Η καθυστέρηση της αύξησης της συγκέντρωσης των καροτενοειδών στους καρπούς που δέχτηκαν την επέμβαση του -MCP υποδηλώνει καθυστέρηση της ωρίμανσης των καρπών. Παρόμοια καθυστέρηση του σχηματισμού του βασικού χρώματος των καρπών και της σύνθεσης των καροτενοειδών αναφέρεται σε καρπούς ροδακινιάς από τους Kluge and Jacomino (22), αλλά και σε βερίκοκα που δέχτηκαν την επίδραση του -MCP (Fan et al., 2). 2

124 MF NMF Ποικιλίες σάρκα 6 φλοιός Μάρτυρας - MCP μg β-caroten/g FW μg β-caroten/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 2: Συγκέντρωση καροτενοειδών (μg β-καροτένιο/ g FW) στη σάρκα και το φλοιό καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη... Συνολικές Φαινόλες και Αντιοξειδωτική Ικανότητα στο φλοιό και τη σάρκα των καρπών. Η χρήση της ουσίας -MCP επηρέασε τη συγκέντρωση των ολικών φαινολών και της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας τόσο στη σάρκα όσο και στο φλοιό των καρπών της ποικιλίας Royal Glory. Μετά από ή και 7 ημέρες ψύξης, οι καρποί της μεταχείρισης με το - MCP περιείχαν σημαντικά υψηλότερη συγκέντρωση ολικών φαινολών και ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (4-27 % και % αντίστοιχα) στη σάρκα σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα (Σχήμα ). Μετά από 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη οι καρποί της μεταχείρισης με το -MCP δε διέφεραν σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Στο φλοιό των καρπών με -MCP μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη συγκέντρωση ολικών φαινολών και ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (24 % και 2- % αντίστοιχα) σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα (Σχήμα ) μόνο μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξη. Η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP value) είχε υψηλή συσχέτιση με τις ολικές φαινόλες τόσο στη σάρκα των καρπών όσο και στο φλοιό των καρπών (r=,9 και,99 αντίστοιχα). Παρόμοιες συσχετίσεις (r=,7,99) μεταξύ αντιοξειδωτικής ικανότητας και ολικών φαινολών αναφέρονται και σε προγενέστερες αναφορές (Gil et al., 22, Vizzotto et al., 26, Drogoudi and Tsi-

125 MF NMF Ποικιλίες pouridis, 27) σε διάφορες ποικιλίες ροδακινιάς καθώς και από τους Wang and Li (2) και τους Pantelidis et al., (27) σε βατόμουρα και σμέουρα. Η συγκέντρωση των ολικών ανθοκυανών στη σάρκα των καρπών συσχετίστηκε θετικά με τις ολικές φαινόλες και τις τιμές FRAP (r=,78 και,8 αντίστοιχα). Στο φλοιό των καρπών όμως η συγκέντρωση των ολικών ανθοκυανών διαπιστώθηκε να σχετίζεται αρνητικά τόσο με τις ολικές φαινόλες όσο και τις τιμές FRAP (r= -, και -,4 αντίστοιχα). Αυτό πιθανό να οφείλεται στο ότι οι ανθοκυάνες αποτελούν μικρό ποσοστό των ολικών φαινολών και συνεπώς δεν επηρεάζουν σημαντικά την ολική αντιοξειδωτική ικανότητα του φλοιού των καρπών. 4 σάρκα 6 σάρκα Μάρτυρας - MCP mg GAE/ g FW 2 mm/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C 2 φλοιός φλοιός mg GAE/ g FW 2 mm/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα : Συγκέντρωση Ολικών Φαινολών (αριστερά) και Ολικής Αντιοξειδωτικής Ικανότητας - FRAP (δεξιά) στη σάρκα και το φλοιό καρπών ποικιλίας Royal Glory μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη Η χρήση της ουσίας -MCP στους καρπούς της ποικιλίας Red Haven αύξησε σημαντικά τη συγκέντρωση ολικών φαινολών και την αντιοξειδωτική ικανότητα της σάρκας των καρπών (7-7 % και 26-4% αντίστοιχα) μόνο μετά από 4

126 MF NMF Ποικιλίες 4 και 2 ημέρες ψύξης. Παρόμοια αύξηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας έχει αναφερθεί μετά την επέμβαση με -MCP και ψυχρή συντήρηση και σε καρπούς νεκταρινιάς (Dong et al., 2) και σε καρπούς μηλιάς (MacLean et al., 2). Στο φλοιό των καρπών η συγκέντρωση ολικών φαινολών και η αντιοξειδωτική ικανότητα ήταν σημαντικά υψηλότερη (4 και 6 % αντίστοιχα) αμέσως μετά την επέμβαση με το -MCP, όταν οι καρποί όμως δέχτηκαν την επίδραση της ψυχρής συντήρησης οι διαφορές αυτές μηδενίστηκαν (Σχήμα 4). Η συγκέντρωση των ολικών φαινολών παρουσίασε σχετίζεται θετικά με την ολική αντιοξειδωτική ικανότητα της σάρκας και του φλοιού των καρπών (r=,88 και,68 αντίστοιχα), το οποίο δηλώνει ότι η αντιοξειδωτική ικανότητα τόσο της σάρκας όσο και του φλοιού των καρπών οφείλεται στην περιεκτικότητά τους σε φαινολικές ουσίες. Η συγκέντρωση των ανθοκυανών στο φλοιό των καρπών όμως δε συσχετίζεται με τις ολικές φαινόλες και την αντιοξειδωτική ικανότητα του φλοιού (r= -, και, αντίστοιχα), άρα οι ανθοκυάνες δεν επηρεάζουν σημαντικά την ολική αντιοξειδωτική ικανότητα του φλοιού των καρπών.

127 MF NMF Ποικιλίες 6 σάρκα 2 σάρκα Μάρτυρας - MCP mg GAE/ g FW 4 2 mm/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C 2 φλοιός 6 φλοιός mg GAE/ g FW mm/g FW ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 4: Συγκέντρωση Ολικών Φαινολών (αριστερά) και Ολικής Αντιοξειδωτικής Ικανότητας - FRAP (δεξιά) στη σάρκα και το φλοιό καρπών ποικιλίας Red Haven μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη 6

128 Βιομηχανική ποικιλία (Everts).2. Επίδραση της ουσίας MCP στην μετασυλλεκτική φυσιολογία της βιομηχανικής ποικιλίας Everts Η χρήση της ουσίας -MCP και τα δύο έτη των πειραμάτων συνέβαλε στην διατηρησιμότητα της ποιότητας των καρπών της βιομηχανικής ποικιλίας Everts τόσο κατά τη ψυχρή συντήρηση όσο και κατά την παραμονή των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου..2.. Αντίσταση σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Η ποικιλία Everts είναι μια κονσερβοποιήσιμη ποικιλία και ενδιαφέρει η σκληρότητα του καρπού μετά την αποθήκευση των καρπών στο ψυγείο, ώστε να μπορούν οι καρποί να επεξεργαστούν από τη βιομηχανία αποτελεσματικότερα. Το 2 οι καρποί της ποικιλίας Everts διατηρήθηκαν μόνο 2 ημέρες στο ψυγείο. Η χρήση του -MCP πριν την είσοδο των καρπών στο ψυγείο διατήρησε τις τιμές της ΑΣΠ υψηλότερες σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα και αυτούς που μεταχειρίστηκαν με -MCP μετά την ψύξη (Σχήμα ). Οι τιμές της ΑΣΠ των καρπών που μεταχειρίστηκαν με το -MCP μετά από την έξοδό τους από το ψυγείο και παρέμειναν στο ράφι για ημέρες ήταν υψηλότερες σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα μόνο την πρώτη ημέρα παραμονής στους 2 o C, ενώ την η και την η ημέρα δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων και του μάρτυρα. Συνεπώς η δράση του -MCP όταν χρησιμοποιείται μετά την έξοδο των καρπών από το ψυγείο δεν επιδρά θετικά σε καρπούς της συγκεκριμένης ποικιλίας όσο όταν η επέμβαση γίνει αμέσως μετά τη συγκομιδή των καρπών. Οι Liu et al. (2) ανάφεραν ότι καλύτερα αποτελέσματα στη διατήρηση της συνεκτικότητας της σάρκας επιτυγχάνεται με επαναλαμβανόμενη χρήση του -MCP, μετά τη συγκομιδή και μετά την έξοδο από το ψυγείο. 7

129 Βιομηχανική ποικιλία (Everts) ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Συγκομιδή Μάρτυρας - MCP ΠΡΙΝ MCP ΜΕΤΑ ΑΣΠ (Kgr) 2 ΑΣΠ (Kgr) 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 6 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 6 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 4 ΑΣΠ (Kgr) ΑΣΠ (Kgr) 2 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Σχήμα : Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Everts μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου το έτος 2. Το 26 οι καρποί της ποικιλίας Everts διατηρήθηκαν 28 ημέρες στο ψυγείο. Η χρήση του -MCP αμέσως μετά τη συγκομιδή διατήρησε τις τιμές της ΑΣΠ σημαντικά υψηλότερες σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα καθ όλη τη διάρκεια της ψυχρής συντήρησης αλλά και τις ημέρες παραμονής στους 2 o C σε σχέση με το μάρτυρα (Σχήμα 6). 8

130 Βιομηχανική ποικιλία (Everts) 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ (Kgr) 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 7 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 4 ΑΣΠ (Kgr) 2 ΑΣΠ (Kgr) 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 28 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 4 ΑΣΠ (Kgr) 2 ΑΣΠ (Kgr) 2 ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Σχήμα 6: Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Evarts μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου το έτος Διαλυτά Στερεά Συστατικά και Ολική Οξύτητα. Το 2 τα διαλυτά στερεά συστατικά και η ολική οξύτητα των καρπών μετρήθηκαν μόνο την πρώτη ημέρα της παραμονής τους σε θερμοκρασία δωματίου. Η περιεκτικότητα των καρπών σε διαλυτά στερεά συστατικά όλων των μεταχειρίσεων αυξήθηκε τις δύο πρώτες εβδομάδες ψυχρής συντήρησης και κατόπιν μειώθηκε την τρίτη εβδομάδα συντήρησης. Οι καρποί της μεταχείρισης 9

131 Βιομηχανική ποικιλία (Everts) με -MCP πριν ή και μετά την ψύξη περιείχαν σημαντικά μικρότερη ποσότητα ΔΣΣ καθ όλη τη διάρκεια της συντήρησης σε σχέση με το μάρτυρα. Ο χρόνος επέμβασης με -MCP, πριν ή μετά την ψυχρή συντήρηση δεν επηρέασε την περιεκτικότητα των καρπών σε ΔΣΣ. Η ογκομετρούμενη οξύτητα των καρπών που μεταχειρίστηκαν με -MCP πριν τη ψύξη ήταν σημαντικά υψηλότερη καθ όλη τη διάρκεια της ψύξης από τις άλλες δύο μεταχειρίσεις. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δίδονται στο σχήμα 8..8 Μάρτυρας - MCP ΠΡΙΝ - MCP ΜΕΤΑ 4.6 ΔΣΣ % 2 Ολική οξύτητα % ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C ΗΜΕΡΕΣ ΣΤΟΥΣ o C Σχήμα 8: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Everts μετά από, 7, 4 και 2 ημέρες ψύξη το έτος 2. Το 26 τα διαλυτά στερεά συστατικά και η ολική οξύτητα των καρπών μετρήθηκαν την η, η και η ημέρα της παραμονής τους σε θερμοκρασία δωματίου. Σε αντίθεση με τα αποτελέσματα του προηγούμενου έτους, σε αυτό το πείραμα η περιεκτικότητα σε ΔΣΣ των καρπών που μεταχειρίστηκαν με -MCP δε διέφερε σημαντικά σε σχέση με το μάρτυρα καθ όλη τη διάρκεια της ψυχρής συντήρησης και της παραμονής των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου. Η ολική οξύτητα των καρπών που μεταχειρίστηκαν με -MCP ήταν σημαντικά υψηλότερη καθ όλη τη διάρκεια του πειράματος σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα (Σχήμα 9). 2

132 Βιομηχανική ποικιλία (Everts) ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2.6 Μάρτυρας. - MCP ΔΣΣ % Ο.Ο. % ΔΣΣ % 2 7 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ.6 2. ΔΣΣ % Ο.Ο. % ΔΣΣ % 2 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ.6 2. ΔΣΣ % Ο.Ο. % Σχήμα 9: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Everts μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη το έτος 26. 2

133 Βιομηχανική ποικιλία (Everts).2.. Παραγωγή Αιθυλενίου και Αναπνευστική Δραστηριότητα. Το 26 η παραγωγή αιθυλενίου και αναπνευστική δραστηριότητα των καρπών μετρήθηκε την η, η και η ημέρα παραμονής των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψυχρής συντήρησης. Η παραγωγή αιθυλενίου των καρπών που δέχτηκαν, 7 και 4 ημέρες ψύξης αυξάνονταν συνεχώς κατά την παραμονή των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου (Σχήμα 2). Μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξης όμως η παραγωγή αιθυλενίου αυξάνονταν μέχρι την η ημέρα στο ράφι και κατόπιν μειωνόταν την η ημέρα στους 2 ο C. Οι καρποί της μεταχείρισης με -MCP οι οποίοι δε δέχτηκαν καθόλου ψυχρή συντήρηση ( ημέρες ψύξης) παρήγαγαν σημαντικά μικρότερες αιθυλενίου σε σχέση με το μάρτυρα (9 έως 67 %). Μετά από 7 ή και 4 ημέρες ψύξης ό- μως οι καρποί της μεταχείρισης με -MCP παρουσίασαν σημαντικά αυξημένη (22 έως 7 %) παραγωγή αιθυλενίου σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Μετά από 2 και 28 ημέρες ψύξης δε υπήρχαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές στην παραγωγή αιθυλενίου μεταξύ των καρπών της μεταχείρισης με -MCP και αυτών του μάρτυρα. Όσον αφορά την αναπνευστική δραστηριότητα των καρπών δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των καρπών της μεταχείρισης με -MCP και αυτών του μάρτυρα. 22

134 Βιομηχανική ποικιλία (Everts) 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2 2 Μάρτυρας - MCP μl/kg.h 2 ml/g.h 8 7 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2 μl/kg.h ml/g.h 2 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2 μl/kg.h ml/g.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ μl/kg.h 4 2 ml/g.h 4 28 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 2 2 μl/kg.h 2 ml/g.h Σχήμα 2: Παραγωγή Αιθυλενίου και Αναπνευστική Δραστηριότητα καρπών ποικιλίας Everts μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη το έτος 26. 2

135 Βιομηχανική ποικιλία (Everts).2.4. Κόκκινος χρωματισμός γύρω από τον πυρήνα. Το εξωτερικό χρώμα των καρπών της ποικιλίας Everts δε μεταβλήθηκε κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών στο ψυγείο σε καμία μεταχείριση. Ωστόσο οι καρποί που δέχτηκαν την επίδραση της ουσίας -MCP μετά από 4 και 2 ημέρες ψύξης ανέπτυξαν κόκκινο χρωματισμό στην περιοχή γύρω από τον πυρήνα κατά την παραμονή τους σε θερμοκρασία δωματίου, όπως αποτυπώνεται στις εικόνες, 6, 7, 8, 9 και, το οποίο αποτελεί μειονέκτημα γιατί υποβαθμίζεται ποιοτικά το τελικό προϊόν. Εικ., 6, 7, 8, 9 & : Ανάπτυξη κόκκινου χρώματος γύρω από τον πυρήνα καρπών της ποικιλίας Everts μετά από χρήση της ουσίας -MCP. 24

136 Λευκόσαρκες ποικιλίες.. Επίδραση της ουσίας MCP στην μετασυλλεκτική φυσιολογία και το αντιοξειδωτικό δυναμικό δύο λευκόσαρκων ποικιλιών Η χρήση του αναστολέα της δράσης του αιθυλενίου -MCP στις δύο λευκόσαρκες ποικιλίες διατήρησε καλύτερα την ποιότητα των καρπών τόσο κατά τη ψυχρή συντήρηση όσο και κατά την παραμονή των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου.... Αντίσταση σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Οι καρποί της μεταχείρισης με το -MCP της ποικιλίας Caldesi 2 και δε δέχτηκαν καθόλου ψύξη ή και μετά από 7 ημέρες ψύξη διαπιστώθηκε ότι δε διέφεραν σημαντικά σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα ως προς την ΑΣΠ καθ όλη τη διάρκεια της παραμονής τους στους 2 ο C. Μετά από 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη οι καρποί της μεταχείρισης με -MCP παρέμειναν σημαντικά πιο συνεκτικοί σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα την η και η ημέρα παραμονής στους 2 ο C αλλά όχι την η ημέρα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της ΑΣΠ δίνονται στο σχήμα 2. 2

137 Λευκόσαρκες ποικιλίες 8 6 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ Kg ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΑΣΠ Kg 4 ΑΣΠ Kg ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 28 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΑΣΠ Kg 4 ΑΣΠ Kg Σχήμα 2: Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Caldesi 2 μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου. Η ΑΣΠ των καρπών της μεταχείρισης με το -MCP της ποικιλίας Maria Bianca οι οποίοι δε δέχτηκαν καθόλου ψύξη δε διέφεραν σημαντικά σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα μία ημέρα μετά την εφαρμογή, ενώ την η και την η ημέρα στους καρπούς της μεταχείρισης με το -MCP διαπιστώθηκε σημαντικά υψηλότερη ΑΣΠ σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Μετά από 7,4,2 και 28 ημέρες ψύξη οι καρποί της μεταχείρισης με το -MCP παρέμειναν πιο συνεκτικοί σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα την η και η ημέρα παραμονής 26

138 Λευκόσαρκες ποικιλίες στους 2 ο C, ενώ την η ημέρα όχι. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της ΑΣΠ δίνονται στο σχήμα 22. ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ 6 Μάρτυρας - MCP ΑΣΠ Kg ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 6 ΑΣΠ Kg 4 2 ΑΣΠ Kg ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 28 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 6 6 ΑΣΠ Kg 4 2 ΑΣΠ Kg 4 2 Σχήμα 22: Αντίσταση σάρκας (kg) στην πίεση καρπών ποικιλίας Maria Bianca μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου...2. Εξωτερικό χρώμα. Όσο αφορά στο εξωτερικό χρώμα των καρπών της ποικιλίας Caldesi 2, διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ της μεταχείρισης με το MCP και του μάρτυρα. Στους καρπούς της μεταχείρισης με το -MCP αναπτύχθηκε πιο έντονο κόκκινο χρώμα στο φλοιό όπως διαπιστώνεται και από τις μεταβολές των τιμών των παραμέτρων L, Hue angle και Chroma στο σχήμα 2. 27

139 Λευκόσαρκες ποικιλίες Καθ όλη τη διάρκεια των πειραμάτων στους καρπούς της μεταχείρισης με το - MCP διαπιστώθηκαν σημαντικά υψηλότερες τιμές Chroma, που υποδηλώνουν πιο έντονο κόκκινο χρωματισμό, αλλά λιγότερο φωτεινό λαμπερό χρώμα (μικρότερο L value). Όσο αφορά το εξωτερικό χρώμα των καρπών της ποικιλίας Maria Bianca, δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ της μεταχείρισης με το MCP και του μάρτυρα. Στους καρπούς της μεταχείρισης με το -MCP αναπτύχθηκε πιο κόκκινο εξωτερικό χρώμα στο φλοιό σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα μετά από 4, 2 και 28 ημέρες ψυχρής συντήρησης, όπως διαπιστώνεται και από τις μεταβολές των τιμών των παραμέτρων L, Chroma και Hue angle στο σχήμα

140 Λευκόσαρκες ποικιλίες 6 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 6 4 Μάρτυρας - MCP 6 4 L value Hue angle 4 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle 4 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle 4 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle 4 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle 4 Chroma Σχήμα 2: Μεταβολή των τιμών L, Chroma και Hue angle καρπών ποικιλίας Caldesi 2 μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου. 29

141 Λευκόσαρκες ποικιλίες ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ Μάρτυρας - MCP L value 6 6 Hue angle 7 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value 6 6 Hue angle 7 6 Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value Hue angle Chroma ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ L value 6 6 Hue angle 6 Chroma Σχήμα 24: Μεταβολή των τιμών L, Chroma και Hue angle καρπών ποικιλίας Maria Bianca μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου.... Παραγωγή Αιθυλενίου και Αναπνευστική Δραστηριότητα. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών της ποικιλίας Caldesi 2 στο ψυγείο οι καρποί της μεταχείρισης με το -MCP παρήγαγαν σημαντικά υψηλότερες ποσότητες αιθυλενίου σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα την η ημέρα παραμονής τους στους 2 ο C, εκτός από τους καρπούς οι οποίοι

142 Λευκόσαρκες ποικιλίες είχαν παραμείνει εβδομάδες στο ψυγείο, όπου οι καρποί της μεταχείρισης με το MCP παρήγαγαν λιγότερο αιθυλένιο. Την η και την η ημέρα παραμονής των καρπών σε θερμοκρασία δωματίου δεν καταγράφηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των καρπών της μεταχείρισης με το MCP και αυτών του μάρτυρα. Κατά τη μέτρηση της αναπνευστικής δραστηριότητας των καρπών τόσο του μάρτυρα, όσο και της μεταχείρισης με το MCP, δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές εκτός από του καρπούς της ης εβδομάδας, όπου στους καρπούς του μάρτυρα διαπιστώθηκε μικρότερη αναπνευστική δραστηριότητα (Σχήμα 2). Κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών της ποικιλίας Maria Bianca στο ψυγείο αλλά κυρίως κατά την παραμονή τους στους 2 ο C ο δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των καρπών της μεταχείρισης με το MCP και αυτών του μάρτυρα στην παραγωγή αιθυλενίου, εκτός από τους καρπούς οι οποίοι είχαν παραμείνει 2 ημέρες στο ψυγείο, όπου οι καρποί της μεταχείρισης με το MCP παρήγαγαν σημαντικά περισσότερες ποσότητες αιθυλενίου. Κατά τη μέτρηση της αναπνευστικής δραστηριότητας των καρπών τόσο του μάρτυρα, όσο και της μεταχείρισης με το MCP, δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές (Σχήμα 26). Τα αποτελέσματα αυτά συμφωνούν και με προηγούμενες αναφορές χρήσης της ουσίας -MCP σε λευκόσαρκους καρπούς ροδακινιάς. Οι Liguori et al. (24) αναφέρουν ότι όταν η χρήση της ουσίας -MCP πραγματοποιείται στους 2 ο C δεν αναστέλλεται η παραγωγή αιθυλενίου από καρπούς ροδακινιάς, σε αντίθεση με την χρήση στους ο C, όπου καταγράφηκε μείωση της παραγωγής αιθυλενίου.

143 Λευκόσαρκες ποικιλίες 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 Μάρτυρας - MCP 6 μl/kg.h 2 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ μl/kg.h 6 4 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ μl/kg.h ml/kg.h 2 2 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ μl/kg.h ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ μl/kg.h 4 ml/kg.h Σχήμα 2: Παραγωγή Αιθυλενίου (αριστερά) και Αναπνευστική Δραστηριότητα (δεξιά) καρπών ποικιλίας Caldesi 2 μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου. 2

144 Λευκόσαρκες ποικιλίες 8 6 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 Μάρτυρας - MCP μl/kg.h 4 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 μl/kg.h 4 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 μl/kg.h 4 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 μl/kg.h 4 ml/kg.h ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 8 μl/kg.h 4 ml/kg.h Σχήμα 26: Παραγωγή Αιθυλενίου (αριστερά) και Αναπνευστική Δραστηριότητα (δεξιά) καρπών ποικιλίας Maria Bianca μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου.

145 Λευκόσαρκες ποικιλίες..4. Διαλυτά Στερεά Συστατικά και Ολική Οξύτητα. Μετά την επέμβαση με το -MCP σε καρπούς της ποικιλίας Caldesi 2, οι καρποί του μάρτυρα περιείχαν σημαντικά περισσότερα διαλυτά στερεά συστατικά τις πρώτες 4 ημέρες συντήρησης τα οποία μειώθηκαν τις επόμενες ημέρες. Αντίθετα οι καρποί της μεταχείρισης με -MCP περιείχαν λιγότερα ΔΣΣ από τους καρπούς του μάρτυρα μετά από, 7 και 4 ημέρες ψύξης, αλλά μετά από 2 και 28 ημέρες υπερείχαν σημαντικά σε σχέση με το μάρτυρα ως προς την περιεκτικότητα σε ΔΣΣ. Επίσης η ογκομετρούμενη οξύτητα των καρπών της μεταχείρισης με το -MCP ήταν πάντα υψηλότερη (Σχήμα 27). Παρόμοια συμπεριφορά διαπιστώθηκε και στους καρπούς της ποικιλίας Maria Bianca. Οι καρποί του μάρτυρα περιείχαν περισσότερα διαλυτά στερεά συστατικά μετά από και 7 ημέρες ψύξης, ενώ μετά από 4, 2 & 28 ημέρες ψύξης περιείχαν λιγότερα ΔΣΣ σε σχέση με τους καρπούς της μεταχείρισης με το -MCP. Επίσης η ογκομετρούμενη οξύτητα των καρπών της μεταχείρισης με το -MCP ήταν πάντα υψηλότερη (Σχήμα 28). Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρθηκαν και από άλλους ερευνητές, σημειώνοντας ότι η χρήση του -MCP είχε ως αποτέλεσμα λιγότερα ΔΣΣ (Fan et al., 22, Bregoli et al., 2) ή καθυστερημένη αύξηση της περιεκτικότητας σε ΔΣΣ (Liu et al., 2). Η μικρότερη περιεκτικότητα σε ΔΣΣ των καρπών της μεταχείρισης με το MCP, όπως και η υψηλότερη ογκομετρούμενη οξύτητα, υποδηλώνουν την καθυστέρηση της ωρίμανσης των καρπών αυτών κατά τη διάρκεια της ψυχρής συντήρησης σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Η αναστολή της ωρίμανσης όμως δε διαρκεί περισσότερο από 7 ή και 4 ημέρες ψύξης, αφού οι καρποί της μεταχείρισης με το MCP ανακάμπτουν την ικανότητα να ωριμάσουν κανονικά. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι η θετική επίδραση του MCP στην αναστολή της ωρίμανσης των καρπών διαρκεί μόνο περίπου δύο εβδομάδες, ενώ μετά η δράση της ουσίας σχεδόν μηδενίζεται. 4

146 Λευκόσαρκες ποικιλίες 4 ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ - MCP. Μάρτυρας ΔΣΣ % Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % Σχήμα 27: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Caldesi 2 μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου.

147 Λευκόσαρκες ποικιλίες ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. - MCP Μάρτυρας ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % ΗΜΕΡΕΣ ΨΥΞΗΣ 4. ΔΣΣ % 2 Ο.Ο. % Σχήμα 28: Δ.Σ.Σ. % και Ο.Ο. καρπών ποικιλίας Maria Bianca μετά από, 7, 4, 2 και 28 ημέρες ψύξη και, και ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου. 6

148 Λευκόσαρκες ποικιλίες... Χρωστικές ουσίες στο φλοιό και τη σάρκα των καρπών. Το χαρακτηριστικό γνώρισμα των καρπών της ποικιλίας Caldesi 2 είναι το έντονο κόκκινο επίχρωμα του φλοιού κατά την ωρίμανσή τους αλλά και το κόκκινο χρώμα του εσωτερικού της σάρκας τους. Οι καρποί που δεν δέχτηκαν καθόλου ψύξη μετά την επέμβαση με το -MCP περιείχαν σημαντικά μικρότερες ποσότητες ανθοκυανών στο φλοιό, γεγονός που δηλώνει καθυστέρηση της ω- ρίμανσης εξαιτίας του -MCP. Μετά όμως από τουλάχιστον 7 ημέρες ψύξης στους καρπούς της μεταχείρισης με το -MCP μετρήθηκε σημαντικά υψηλότερη συγκέντρωση ανθοκυανών (Σχήμα 29). Επίσης η χρήση της ουσίας -MCP αύξησε σημαντικά το κόκκινο χρώμα στο εσωτερικό των καρπών μετά την χρήση της ουσίας -MCP (Εικόνες & 2). Εικ. : Καρπός ποικιλίας Caldesi 2 Μάρτυρας Εικ. 2: Καρπός ποικιλίας Caldesi 2 Εφαρμογή -MCP. 7