ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ. ΑΘΑΝΑΣΙΟΥ Δ. ΚΟΥΚΟΥΝΑΡΑ Πτυχιούχου Γεωπόνου Α.Π.Θ., M.Sc.

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΑΘΑΝΑΣΙΟΥ Δ. ΚΟΥΚΟΥΝΑΡΑ Πτυχιούχου Γεωπόνου Α.Π.Θ., M.Sc. ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΩΝ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) ΚΑΙ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 ΑΘΑΝΑΣΙΟΥ Δ. ΚΟΥΚΟΥΝΑΡΑ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΩΝ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) ΚΑΙ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στη Γεωπονική Σχολή, Τομέα Οπωροκηπευτικών και Αμπέλου Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 18 Σεπτεμβρίου, 2007 Συμβουλευτική επιτροπή Ομ. Καθηγητής Ε. Σφακιωτάκης, Επιβλέπων Ομ. Καθηγητής Κ. Ντόγρας Αν. Καθ. Α. Σιώμος Εξεταστική επιτροπή Αν. Καθ. Α. Σιώμος Καθηγητής Μ. Βασιλακάκης Καθηγητής Γρ. Διαμαντίδης Καθηγήτρια Μ. Κουκουρίκου-Πετρίδου Επ. Καθ. Δ. Γερασόπουλος Καθηγητής Χ. Πάσσαμ Αν. Καθ. Γ. Νάνος 2

3 3

4 Αθανάσιος Δ. Κουκουνάρας Α.Π.Θ. ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΩΝ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) ΚΑΙ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ISBN «Η έγκριση της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2) 4

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ολοκληρώνοντας την διδακτορική μου διατριβή θεωρώ καθήκον να ευχαριστήσω θερμά τους ανθρώπους που συνέβαλαν στην υλοποίηση της. Θερμές ευχαριστίες οφείλω στον ομότιμο καθηγητή κ. Ευάγγελο Σφακιωτάκη για την ανάθεση της διατριβής, την εμπιστοσύνη, την καθοδήγηση και την συμπαράσταση του. Ευχαριστώ θερμά τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Αναστάσιο Σιώμο για την εμπιστοσύνη, την ενθάρρυνση και την συμπαράσταση του καθώς και για την χωρίς περιορισμούς χρήση του Εργαστηρίου Λαχανοκομίας. Ευχαριστώ τον Ομότιμο καθηγητή κ. Κωνσταντίνο Ντόγρα για τις συμβουλές και βοήθεια του. Τους ανωτέρω καθηγητές, μέλη της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, ευχαριστώ για την κριτική ανάγνωση και τις ουσιαστικές υποδείξεις τους για την καλύτερη παρουσίαση της εργασίας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή κ. Γρηγόριο Διαμαντίδη για την τεχνική καθοδήγηση και βοήθεια του σε μέρος των εργαστηριακών αναλύσεων και ερμηνείας των αποτελεσμάτων. Ευχαριστώ τον επίκουρο καθηγητή κ. Δημήτριο Γερασόπουλο και αναπληρωτή καθηγητή κ. Γεώργιο Νάνο για τις συμβουλές τους καθώς και για την κριτική ανάγνωση άρθρων που σχετίζονταν με την παρούσα διατριβή. Ευχαριστίες εκφράζονται προς τον καθηγητή κ. Μιλτιάδη Βασιλακάκη και την καθηγήτρια κα. Μαγδαληνή Κουκουρίκου-Πετρίδου για το ευγενικό τους ενδιαφέρον κατά την πορεία αυτών των ετών. Τους ανωτέρω καθηγητές, καθώς και τον καθηγητή κ. Χάρολντ Πάσσαμ, μέλη της εξεταστικής επιτροπής, ευχαριστώ για την κριτική ανάγνωση της διατριβής. Ευχαριστίες εκφράζονται προς την Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και την Kοινοπραξία Aγροτικών Συνεταιριστικών Oργανώσεων ΑΛ.Μ.ΜΕ. για την οικονομική υποστήριξη κατά τη διάρκεια εκπόνησης της διδακτορικής διατριβής στα πλαίσια του προγράμματος Μετασυλλεκτική μεταχείριση, ποιότητα και υγιεινή ασφάλεια τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών που εντάσσονταν στα Κοινά Ερευνητικά και Τεχνολογικά Προγράμματα, Ελλάδας-Κίνας Ευχαριστώ τους φίλους και συναδέλφους Τσουβαλτζή Παύλο, Ρουμελιώτη Κωνσταντίνο και Ljiljana Krulj για την πολύτιμη βοήθεια και συμπαράσταση τους. Ευχαριστίες εκφράζονται στους κ.κ. Γιαννακάκη Χρήστο (Γενικός Διευθυντής ΑΛ.Μ.ΜΕ.), Παυλόπουλο Κωνσταντίνο (Γεωπόνος ΑΛ.Μ.ΜΕ.), Μπρανιώτη Δάφνη (Γεωπόνος Α.Σ. Μέσης) και Ιωάννου Αθανάσιο (Παραγωγός) για τη συμβολή τους καθώς και όσους με οποιοδήποτε τρόπο συνέβαλαν στην πραγματοποίηση της διατριβής αυτής. I

6 Τέλος, ένα πολύ μεγάλο ευχαριστώ στη σύζυγο μου Κατερίνα, στην οποία και αφιερώνω τη παρούσα διατριβή, τον αδερφό μου Τάσο καθώς και τους γονείς μου Δημήτριο, Θεανώ, Βασίλειο και Ολυμπία για την πολύτιμη βοήθεια και συμπαράσταση τους. II

7 ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΩΝ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) ΚΑΙ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά αποτελούν μια νέα κατηγορία οπωροκηπευτικών προϊόντων, κατά την προετοιμασία των οποίων παρατηρούνται πολλές φυσιολογικές και βιοχημικές μεταβολές, με κυριότερες την αυξημένη παραγωγή αιθυλενίου και διοξειδίου του άνθρακα (CO2), την αυξημένη διαπνοή, τη καταστροφή των μεμβρανών και την παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών, που προκαλούν καφέτιασμα στις επιφάνειες τομής, κιτρίνισμα, μαλάκωμα κ.ά. Άμεση συνέπεια των παραπάνω είναι η ταχύτερη υποβάθμιση της ποιότητάς τους, σε σχέση με τα ακέραια προϊόντα. Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη της μετασυλλεκτικής φυσιολογίας των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων ρόκας και ροδάκινου και η διερεύνηση της επίδρασης διαφόρων παραγόντων στην ποιότητά τους. Ειδικότερα, οι παράγοντες που μελετήθηκαν στη ρόκα ήταν η ηλικία των φύλλων κατά τη συγκομιδή, ο βαθμός τραυματισμού που καθορίστηκε από το διαφορετικό μέγεθος των τεμαχίων των φύλλων, η θερμοκρασία συντήρησης, η παρουσία αιθυλενίου στο περιβάλλον συντήρησης, το 1-MCP, η 6-BA και η θερμική μεταχείριση, ενώ στο ροδάκινο μελετήθηκαν η ποικιλία, ο βαθμός τραυματισμού που καθορίστηκε από το τεμαχισμό ή/και την αποφλοίωση, το 1-MCP, διάφορες χημικές ουσίες (κιτρικό οξύ, ασκορβικό οξύ, χλωριούχο ασβέστιο και οξαλικό οξύ) και η θερμική μεταχείριση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σημαντικότερη μεταβολή που παρατηρήθηκε μετασυλλεκτικά στη νωπή τεμαχισμένη ρόκα ήταν η διάσπαση της χλωροφύλλης, που είχε ως αποτέλεσμα το κιτρίνισμα των φύλλων. Κατά τη συγκομιδή, παρατηρήθηκε ότι τα νεαρά φύλλα είχαν την υψηλότερη παραγωγή CO2 και αιθυλενίου, ενώ περιείχαν περισσότερα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ) και ολικές διαλυτές φαινόλες και λιγότερα νιτρικά από τα πλήρως ανεπτυγμένα και τα ώριμα φύλλα. Στη διάρκεια της συντήρησης καταγράφηκε σημαντικά υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου στα νεαρά φύλλα, χωρίς ωστόσο να παρατηρηθούν μεγαλύτερες απώλειες σε χλωροφύλλη μετά από συντήρηση 10 ημερών στους 10oC, σε σχέση με τα πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα III

8 φύλλα. Ο βαθμός τραυματισμού που καθορίστηκε από το διαφορετικό μέγεθος των τεμαχίων των φύλλων (ολόκληρο φύλλο των 14 cm ή δύο τεμάχια των 7 cm ή 4 των 3,5 cm) δεν επηρέασε την παραγωγή CO2 και αιθυλενίου κατά τη διάρκεια της συντήρησης στους 8οC για 14 ημέρες, ούτε το χρώμα, την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και τη σύσταση (ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα μετά από 14 ημέρες στους 8oC σε συνθήκες τροποποιημένης ατμόσφαιρας (ΤΑ). Η διάσπαση της χλωροφύλλης των φύλλων επιβραδύνθηκε σημαντικά κατά τη συντήρηση στις χαμηλότερες θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα μέγιστη διάρκεια ζωής στο ράφι στους 0oC να ανέρχεται στις 16 ημέρες, ενώ στους 5oC και 10oC τα αντίστοιχα διαστήματα ήταν 13 και 8 ημέρες. Η παρουσία αιθυλενίου (1 μl l-1) στο περιβάλλον συντήρησης (10oC) επιτάχυνε σημαντικά το κιτρίνισμα των φύλλων, μειώνοντας τη μέγιστη διάρκεια διατήρησης αποδεκτού χρώματος από 10 σε 8 ημέρες. Η έκθεση των φύλλων για 4 ώρες στους 10oC σε 0,5 μl l-1 1-MCP πριν τη συντήρηση, απέτρεψε το κιτρίνισμα που προκλήθηκε από την παρουσία του αιθυλενίου στο περιβάλλον συντήρησης. Η εμβάπτιση φύλλων σε υδατικό διάλυμα 10 μl l-1 6-BA για 30 sec μείωσε την παραγωγή CO2 κατά 33% και περιόρισε τη διάσπαση της χλωροφύλλης κατά 53% σε σχέση με το μάρτυρα, ενώ δεν επηρέασε σημαντικά τη σύστασή τους (ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα). Η θερμική μεταχείριση (εμβάπτιση των φύλλων σε νερό θερμοκρασίας 50oC για 30 sec) περιόρισε σημαντικά την απώλεια χλωροφύλλης από 36 σε 7%, μετά από συντήρηση σε ΤΑ στους 8oC για 10 ημέρες. Επιπλέον, η θερμική μεταχείριση μείωσε την απώλεια βάρους των φύλλων σε σχέση με το μάρτυρα από 3,4 σε 2,2%, χωρίς να επηρεάσει τη σύσταση (ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα). Καταλληλότερες ποικιλίες για παραγωγή νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου διαπιστώθηκε ότι ήταν οι Flavor Crest, Royal Gem, Fayette και June Gold. Ο τεμαχισμός ή/και η αποφλοίωση των καρπών ποικιλίας Fayette αύξησε την παραγωγή CO2 και αιθυλενίου κατά τη συντήρηση κατά % και %, αντίστοιχα. Το νωπό τεμαχισμένο προϊόν μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC δεν ήταν εμπορεύσιμο, λόγω καφετιάσματος που παρατηρήθηκε στις επιφάνειες τομής και αποφλοίωσης, ενώ οι μεταβολές στη σύστασή του (ασκορβικό οξύ, ολικά καροτινοειδή, ανθοκυάνες, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα) ήταν περιορισμένες (μείωση κατά 9-25%). Η έκθεση ακέραιων καρπών ποικιλίας Sun Crest για 12 ώρες πριν τον τεμαχισμό και την αποφλοίωσή τους σε 0,5 ή 1 μl l-1 1-MCP δεν IV

9 είχε σημαντική επίδραση στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου, καθώς και στο χρώμα και τη συνεκτικότητα του τεμαχισμένου προϊόντος, κατά τη διάρκεια συντήρησης για 6 ημέρες στους 5oC σε συνθήκες ΤΑ. Η εμβάπτιση νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου ποικιλίας Red Heaven σε υδατικό διάλυμα 1% CaCl2, διατήρησε το χρώμα και τη συνεκτικότητά του, ενώ η εμβάπτιση σε υδατικά διαλύματα άλλων χημικών ουσιών (1% ασκορβικό οξύ, 1% κιτρικό οξύ και 0,1 ή 0,05% οξαλικό οξύ) δεν είχε θετική επίδραση στο χρώμα και τη συνεκτικότητα. Η εμβάπτιση νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου ποικιλίας Spring Belle σε υδατικό διάλυμα 1% CaCl2 μείωσε την αναπνοή κατά τη διάρκεια των 2 πρώτων ημερών συντήρησης, ενώ δεν επηρέασε τη σύσταση του (ασκορβικό οξύ, ολικά καροτινοειδή, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα). Η θερμική μεταχείριση (εμβάπτιση σε νερό θερμοκρασίας 50oC για 10 min) 4 ώρες πριν τον τεμαχισμό και την αποφλοίωση ακέραιων καρπών ποικιλίας Spring Belle μείωσε αποτελεσματικά το καφέτιασμα και διατήρησε τη συνεκτικότητα της σάρκας του τεμαχισμένου προϊόντος. Η θερμική μεταχείριση προκάλεσε ορισμένες φυσιολογικές και βιοχημικές μεταβολές (μειωμένη παραγωγή CO2 και αιθυλενίου, μειωμένη δραστικότητα της PPO, αυξημένη δραστικότητα της PME), μείωσε τα ολικά καροτινοειδή, ενώ δεν επηρέασε το ασκορβικό οξύ, τις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. V

10 POSTHARVEST PHYSIOLOGY AND QUALITY OF FRESH-CUT ROCKET (Eruca sativa Mill.) AND PEACH (Prunus persica L.) ABSTRACT A new category of horticultural products, this of fresh-cut fruit and vegetables has arisen the last years. During their processing, many physiological and biochemical alterations are noticed such as: a) increased ethylene and CO2 production, b) increased transpiration, c) membrane deterioration and d) secondary metabolite production, which lead to browning of the cut surfaces, yellowing, softening etc. and induce faster quality loss of the fresh-cut fruit compared to the intact ones. The purpose of this thesis was to study the postharvest physiology of fresh-cut rocket and peach and also to investigate the various factors that affect their quality. In particular, the factors that were studied in rocket were: a) the leaf age, b) the degree of wounding that was determined by the different leaf size, c) the storage temperature, d) the presence of ethylene in the storage environment, e) treatment with 1-MCP, f) treatment with 6-BA and g) the heat treatment. On the other hand, the factors that were studied in the peach were: a) the cultivar, b) the degree of wounding that was determined by the cutting and/or peeling, c) treatment with 1-MCP, d) treatment with various chemical compounds (citric acid, ascorbic acid, calcium chloride and oxalic acid) and e) heat treatment. The results showed that chlorophyll degradation was the most important postharvest alteration observed in fresh-cut rocket that resulted in leaf yellowing. During harvest, in young leaves the highest ethylene and CO2 production were recorded. In addition, they had more soluble solids content (SSC) and total soluble phenols but less nitrates compared to the fully expanded and mature leaves. During storage, in young leaves a significantly higher ethylene production was noticed, but not greater chlorophyll losses were observed after 10 days of storage at 10oC compared to the fully expanded and mature leaves. The degree of wounding, that was determined by the different leaf size (1 particle of 14 cm or 2 particles of 7 cm each or 4 particles of 3.5 cm each) had no effect on the CO 2 and ethylene production during storage. After 14 days at 8oC in MAP, no differences between treatments were observed regarding color, chlorophyll content and chemical composition. Chlorophyll degradation in rocket leaves was prevented significantly during storage in low temperatures. Specifically, the shelf-life of the leaves that were stored at 0oC was 16 days, but it was reduced (3 days) in the leaves that were stored at 5oC. The quality of the leaves VI

11 that were stored at 10oC was deteriorated very quickly (intense yellow colour) and their shelf-life was only 8 days. The ethylene presence (1 μl l-1) in the storage environment accelerated significantly the rocket yellowing compared to the leaves that were stored in air and reduced the shelf-life (at 10oC) from 10 to 8 days. Exposure of the leaves before storage to 1-MCP (0.5 μl L-1 for 4 hours at 10oC), limited the yellowing effect of the ethylene. Dipping of rocket leaves to a 6-BA solution (10 μl l-1) for 30 sec reduced the CO2 production (by 33%) and limited the chlorophyll deterioration (by 53%) compared to the control. In contrast, it had no significant effect on their chemical composition (SSC, ascorbic acid, nitrates, phenols and the total antioxidants). Heat treatment of leaves (dipping in water temperature of 50oC for 30 sec) reduced significantly the chlorophyll loss from 36% to 7%, after being stored in MAP at 8 oc for 10 days. In addition, the heat treatment reduced the weight loss compared to the control from 3.4% to 2.2%, without affecting the chemical composition (SSC, ascorbic acid, nitrates, phenols and the total antioxidants). The most proper peach cultivars for fresh-cut production were: Flavor Crest, Royal Gem, Fayette and June Gold. Cutting or/and peeling of intact peach cultivar Fayette for the production of fresh-cut fruit increased CO2 and ethylene production (25110% and %, respectively) during storage. Aftεr 6 days at 5oC, peach slices were below the limit of marketability because of browning, while chemical composition loss (ascorbic acid, carotenoids, anthocyanins, phenols and total antioxidants) was limited (ranged from 9 to 25%). Intact fruits of peach cultivar Sun Crest were exposed to two concentrations of 1-MCP (0.5 and 1 μl L-1) for 12 hours before their cutting and peeling. The 1-MCP had no significant effect on the CO2 and ethylene production as well as on the color and firmness of the fresh-cut products during 6 days storage at 5oC in MAP. Dipping of fresh-cut peach cultivar Red Heaven in calcium chloride (1%), maintained effectively its quality below the limit of marketability, whereas after dipping in another chemical solutions (1% ascorbic acid, 1% citric acid, 0.1 and 0.05% oxalic acid) no positive effect was observed on its quality (visual quality score, color, firmness). Dipping of fresh-cut peach cultivar Spring Belle in 1% calcium chloride resulted in respiration reduction compared to the control during the first 2 days of storage, whereas its nutrient value was not affected (ascorbic acid, total carotenoids, phenols and total antioxidants). Heat treatment of intact peach fruit of Spring Belle cultivar (dipping in water of 50oC for 10 min, 4 hours before cutting and peeling) reduced browning effectively and maintained the flesh firmness of the fresh-cut compared to the control. Heat treatment influenced certain VII

12 physiological and biochemical processes (reduced CO2 and ethylene production, reduced PPO activity, increased PME activity) without affecting the chemical composition (ascorbic acid, phenols and total antioxidants) apart from the total carotenoids that were reduced. VIII

13 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ I III VI IX XIV ΕΙΣΑΓΩΓΗ Νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά Η επίδραση του τραυματισμού σε παραμέτρους των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Παραγωγή αιθυλενίου Αναπνοή Διαπνοή Καταστροφή μεμβρανών Παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών Ποιότητα νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Αιτίες που υποβαθμίζουν την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Νωπή τεμαχισμένη ρόκα Νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο Σκοπός της διατριβής Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΚΙΑΣ ΤΟΥ ΦΥΛΛΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ 21 CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ φυσιολογικές ΤΗΝ και ΠΟΙΟΤΗΤΑ βιοχημικές ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ 32 ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα IX

14 4 Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΣΤΗΝ 43 ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΑΙΘΥΛΕΝΊΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ 1-MCP ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ 6-BA ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΝΟΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα. Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΉΣ ΜΕΤΑΧΕΊΡΙΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΚΙΛΊΑΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΟΥ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση X

15 9 Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ 91 ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ΚΑΤΑ ΤΗ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΟΥ 1-MCP ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα 11 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΔΙΑΦΌΡΩΝ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΧΗΜΙΚΏΝ ΟΥΣΙΏΝ ΝΩΠΟΥ ΣΤΗΝ 113 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΟΥ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα 12 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΝΩΠΟΥ ΘΕΡΜΙΚΉΣ ΜΕΤΑΧΕΊΡΙΣΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ 125 ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ(Prunus persica L.) Περίληψη Εισαγωγή Υλικά και μέθοδοι Αποτελέσματα Συζήτηση Συμπεράσματα ΚΥΡΙΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 144 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΑΣΠ Αντίστασης της σάρκας στην πίεση XI

16 ΔΣΣ Διαλυτά στερεά συστατικά ΕΑ Ελεγχόμενη ατμόσφαιρα ΕΣΔ Ελάχιστη σημαντική διαφορά ΤΑ Τροποποιημένη ατμόσφαιρα ΤΣ Τυπικό σφάλμα Ο.Ο. 1-MCP Ογκομετρούμενη οξύτητα 1-μέθυλο-κυκλοπροπάνιο 6-ΒΑ 6-βενζυλαμινοπουρίνη CO2 Διοξείδιο του άνθρακα DPPH 1,1-διφαινυλό-2-πικρυλυδραζίλιο NaOCl Υποχλωριώδες νάτριο PG Πολυγαλακτουρονάση PME Πηκτινομεθυλεστεράση PPO Πολυφαινολοξειδάση XII

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά Τα τελευταία χρόνια ένας συνεχώς αυξανόμενος αριθμός ερευνητικών εργασιών αποδεικνύει ότι η κατανάλωση νωπών φρούτων και λαχανικών έχει σημαντικά οφέλη στην υγεία του ανθρώπου (Doll, 1990; Ziegler, 1991; Gaziano κ.ά., 1992; Knekt κ.ά., 1996; Rimm κ.ά., 1996; Hertog κ.ά., 1997; Gandini κ.ά. 2000; Grassmann κ.ά. 2002). Οι θετικές επιδράσεις των φρούτων και λαχανικών έχουν αποδοθεί σε ορισμένα συστατικά τους, όπως βιταμίνες, ίνες, μεταλλικά στοιχεία, φλαβονοειδή, καροτινοειδή κ.ά. (Gil κ.ά. 2002; Proteggente κ.ά., 2002). Παράλληλα, οι καταναλωτές ενδιαφέρονται να συμπεριλάβουν περισσότερα φρούτα και λαχανικά στη διατροφή τους (Saltveit, 2003). Όμως οι αλλαγές που συντελούνται στο τρόπο ζωής του σύγχρονου ανθρώπου, η κατανάλωση συνεχώς και περισσότερων πρόχειρων γευμάτων μακριά από το σπίτι καθώς και η έλλειψη του απαραίτητου χρόνου για την προετοιμασία των φρούτων και λαχανικών (πλύσιμο, τεμαχισμό κλπ) αποτελούν σημαντικά εμπόδια για την περαιτέρω αύξηση στην κατανάλωσή τους. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι να αυξάνει συνεχώς η ζήτηση για προϊόντα έτοιμα προς κατανάλωση (ready-to-eat) ή έτοιμα προς χρήση (ready-to-use) (Verlinden και Nicolai, 2000; Gil κ.ά., 2006). Για την κάλυψη αυτών των αναγκών, η βιομηχανία σήμερα παράγει μια νέα κατηγορία οπωροκηπευτικών προϊόντων, τα νωπά τεμαχισμένα ή ελάχιστα επεξεργασμένα φρούτα και λαχανικά (fresh-cut ή minimally processed fruits and vegetables) (Watada κ.ά., 1996; Verlinden και Nicolai, 2000). Με τον όρο νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά εννοούμε τα νωπά προϊόντα τα οποία έχουν προετοιμαστεί κατάλληλα, ώστε το σύνολο του τελικού προϊόντος να είναι εδώδιμο (Watada και Qi, 1999; Cantwell, 2007). Το κυριότερο χαρακτηριστικό των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών που τα διαφοροποιεί από τα τεχνολογικά επεξεργασμένα φρούτα και λαχανικά (κομπόστες, κατεψυγμένα) είναι η καλύτερη διατήρηση των χαρακτηριστικών των αρχικών νωπών προϊόντων όπως γεύση, άρωμα και θρεπτική αξία. 1

18 Αρχικά, τα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα κάλυπταν τις ανάγκες των χώρων μαζικής εστίασης αλλά σύντομα άρχισε η διάθεσή τους και στη λιανική αγορά. Οι καταναλωτές επιλέγουν τα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα λόγω των πλεονεκτημάτων που έχουν όπως ευκολία στη χρήση, εξοικονόμηση χρόνου κ.ά. (Watada κ.ά., 1996; Saltveit, 2003; Gil κ.ά., 2006). Η προετοιμασία των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών έχει ως αποτέλεσμα τον τραυματισμό των φυτικών ιστών. Το μέγεθος και η ένταση του τραυματισμού διαφοροποιείται ανάλογα με το προϊόν, από το κόψιμο των μίσχων των φύλλων (π.χ. σπανάκι) ή την απόσπαση της ρόγας (π.χ. σταφύλι) ή την απομάκρυνση των σεπάλων και του ποδίσκου (π.χ. φράουλα) έως και τον τεμαχισμό (μαρούλι, λάχανο) ή την αποφλοίωση και τεμαχισμό (π.χ. πατάτα, μήλο, ροδάκινο, ανανάς, αχλάδι κ.ά.) (Watada κ.ά., 1996; Babic και Watada, 1996; Babic κ.ά., 1996; Gil κ.ά., 1999; Gorny κ.ά., 2000; Barth κ.ά., 2002; Martinez-Sanchez κ.ά., 2006). Η φυσιολογία των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών είναι επομένως η φυσιολογία των τραυματισμένων ιστών ή των ιστών που έχουν καταπονηθεί (Brecht, 1995). 1.2 Η επίδραση του τραυματισμού στις φυσιολογικές και βιοχημικές παραμέτρους των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Ως άμεση συνέπεια του τραυματισμού, προκαλείται η ενεργοποίηση ενός μηνύματος τραυματισμού, το οποίο μεταδίδεται σε παρακείμενα τμήματα των τραυματισμένων ιστών και θεωρείται υπεύθυνο για την επαγωγή πολλών φυσιολογικών και βιοχημικών αντιδράσεων (Saltveit, 2003). Οι φυσιολογικές αυτές διεργασίες είναι συνέπεια του τραυματισμού των ιστών οι οποίες όμως δεν έχουν διευκρινιστεί πλήρως (Pena-Cortes και Willmitzer, 1995). Οι κυριότερες από αυτές είναι η αυξημένη παραγωγή αιθυλενίου και διοξειδίου του άνθρακα (CO2), η αυξημένη διαπνοή, η διάσπαση των μεμβρανών και η παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών (Toivonen και DeEll, 2002; Saltveit, 2003). Ωστόσο, δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως εάν οι συνέπειες του τραυματισμού οφείλονται στον τραυματισμό αυτόν καθεαυτόν ή σε κάποιες από τις αλλαγές που επάγονται λόγω του τραυματισμού (π.χ. παραγωγή αιθυλενίου) (Saltveit, 1999). 2

19 Τραυματισμός Μήνυμα Αναπνοή Αιθυλένιο Μεταβολισμός φαινολών Επούλωση τραυμάτων Θερμότητα Σουβερίνη PAL Ωρίμανση Περίδερμ α PPO Κυτταροδιαίρεση Μείωση Υδατανθράκων Οργανικών οξέων Ασκορβικού οξέος Φαινόλες Οξυγόνο Μαλάκωμα Υποβάθμιση γεύσης Λιγνίνη Καφέτιασμα Σκλήρυνση Σχήμα 1.1. Η επίδραση του τραυματισμού σε ορισμένες φυσιολογικές διαδικασίες σε νωπά τεμαχισμένα λαχανικά (Πηγή: Saltveit, 1997) Παραγωγή αιθυλενίου Κατά τον τραυματισμό των φρούτων και λαχανικών ενεργοποιείται το μονοπάτι βιοσύνθεσης του αιθυλενίου σε ένα σημαντικό αριθμό από αυτά (Abeles κ.ά., 1992). Από τη στιγμή του τραυματισμού μέχρι την έναρξη της αυξημένης παραγωγής αιθυλενίου, μπορεί να μεσολαβήσουν από λίγα λεπτά μέχρι και μία ώρα, ενώ συνήθως οι μέγιστες τιμές παρατηρούνται ανάμεσα στις 6 με 12 ώρες μετά τον τραυματισμό (Abeles κ.ά., 1992). Η παραγωγή τραυματικού αιθυλενίου περιορίζεται στους ιστούς που βρίσκονται πολύ κοντά στην τραυματισμένη περιοχή (Toivonen και DeEll, 2002). Έχει βρεθεί ότι η αυξημένη παραγωγή αιθυλενίου περιορίστηκε σε απόσταση λίγων χιλιοστών από την τραυματισμένη περιοχή σε νωπή τεμαχισμένη μπανάνα (Dominguez και Vendrell, 1993). 3

20 Το τραυματικό αιθυλένιο που παράγεται κατά τον τεμαχισμό των νωπών φρούτων και λαχανικών επιτάχυνε το μαλάκωμα στην μπανάνα και το ακτινίδιο και την απώλεια χλωροφύλλης στο σπανάκι (Abe και Watada, 1991). Ο βαθμός του τραυματισμού έχει πολύ μεγάλη επίδραση στην παραγωγή αιθυλενίου, αφού η αύξηση του είναι ανάλογη με την ένταση και τον τρόπο του τραυματισμού σε πολλά φρούτα και λαχανικά (Brecht, 1995). Επίσης, έχει βρεθεί ότι μειώνοντας το μέγεθος του τεμαχίου στο μαρούλι μειώνεται και η διάρκεια της ζωής του στο ράφι (Brecht, 1995). Σημαντική αύξηση στην παραγωγή αιθυλενίου μετά από τραυματισμό έχει παρατηρηθεί σε ακτινίδιο, παπάγια, τομάτα, μαρούλι (Ke και Saltveit, 1989; Agar κ.ά., 1999; Paull και Chen 1997; Artes κ.ά., 1999). Επιπλέον, σε κλιμακτηρικούς καρπούς η αυξημένη παραγωγή αιθυλενίου μετά τον τραυματισμό μπορεί να επισπεύσει την έναρξη της κλιμακτηρικής αύξησης της αναπνοής (Watada κ.ά., 1990). Η αυξημένη παραγωγή αιθυλενίου των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, μπορεί να δημιουργήσει συγκεντρώσεις αιθυλενίου στις συσκευασίες σε επίπεδα που προκαλούν βλαβερές επιδράσεις (Brecht, 1995; Watada και Qi, 1999) Αναπνοή Η αναπνοή ενός προϊόντος είναι πολύ σημαντική γιατί παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για τις βιοχημικές λειτουργίες του, αποτελεί δείκτη μεταβολισμού και αντίδρασης στην καταπόνηση ή επεξεργασία και επίσης αποτελεί σημαντικό κριτήριο για την επιλογή της κατάλληλης ημιπερατής μεμβράνης για την συσκευασία των προϊόντων. Ο τραυματισμός έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αναπνοής αλλά η έναρξη αυτής της αντίδρασης έπεται της αύξησης παραγωγής του αιθυλενίου (Brecht, 1995). Οι Watada κ.ά. (1996) αναφέρουν ότι τα περισσότερα νωπά τεμαχισμένα οπωροκηπευτικά προϊόντα είχαν σημαντικά υψηλότερη αναπνοή (8 έως 171 %) από τα αντίστοιχα ακέραια. Η αυξημένη αναπνοή ενός προϊόντος συνεπάγεται σημαντική υποβάθμιση της ποιότητας (Watada και Qi, 1999; Kader, 1985; Lee κ.ά., 2003; Garcia και Barrett, 2002). Επιπλέον, η αναπνοή μπορεί να επηρεάσει έμμεσα την διαπνοή καθώς και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά με τη μείωση των σακχάρων (Saltveit, 2003) Διαπνοή Η διαπνοή είναι μια από τις κυριότερες φυσιολογικές λειτουργίες στα νωπά οπωροκηπευτικά. Ο τραυματισμός (ξεφλούδισμα ή/και τεμαχισμός) των φρούτων και 4

21 λαχανικών έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση ή και εξάλειψη του φυσικού φράγματος της εφυμενίδας, που παρεμποδίζει την απώλεια νερού κατά την διαπνοή (Toivonen και DeEll, 2002). Η έκθεση των εσωτερικών ιστών των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών στην ατμόσφαιρα αυξάνει σημαντικά την απώλεια νερού από τα κύτταρα με εξάτμιση (Brecht, 1995) Καταστροφή μεμβρανών Ο τραυματισμός των ιστών έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ελεύθερων ριζών οξυγόνου (Thompson κ.ά., 1987). Επίσης με τον τραυματισμό συμβαίνει και ενζυματική αποικοδόμηση των συστατικών των μεμβρανών με αποτέλεσμα την αποσταθεροποίηση της κυτταρικής δομής και την απώλεια της κανονικής κυτταρικής λειτουργίας (Toivonen και DeEll, 2002). Ο Sheng κ.ά. (2000) θεωρούν ότι η διάσπαση των μεμβρανών που προκαλείται λόγω του τραυματισμού μπορεί να συνδέεται με την παραγωγή του αιθυλενίου που επάγεται λόγω τραυματισμού Παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών Ως αντίδραση στον τραυματισμό, οι φυτικοί ιστοί συνθέτουν μια σειρά από δευτερογενείς ενώσεις, αρκετές από τις οποίες φαίνεται ότι σχετίζονται με την αποκατάσταση του τραύματος ή με την άμυνα απέναντι στους μικροοργανισμούς (Brecht, 1995). Οι κατηγορίες των δευτερογενών μεταβολιτών περιλαμβάνουν φαινόλες, φλαβονοειδή, τερπενοειδή, τανίνες, γλυκοσινοειδή, θειούχες ενώσεις, λιπαρά οξέα και αλκοόλες (Miller, 1992). Η κατηγορία των δευτερογενών μεταβολιτών που προκύπτει από τον τραυματισμό εξαρτάται από το είδος του ιστού, ενώ οι παραγόμενοι δευτερογενείς μεταβολίτες μπορεί να τροποποιήσουν το άρωμα, την γεύση, την εμφάνιση και την διατροφική αξία των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών (Brecht, 1995).Από τις παραπάνω ενώσεις ο μεταβολισμός των φαινολών έχει μελετηθεί ευρύτατα (Toivonen και DeEll, 2002). 1.3 Ποιότητα νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Η ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών προκύπτει από τον συνδυασμό διαφόρων χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων (Abbott, 1999; Kader, 2002). Οι παράμετροι της ποιότητας των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών περιλαμβάνουν την εμφάνιση, την υφή/τραγανότητα, την γεύση, το άρωμα, την διατροφική αξία και την υγιεινή ασφάλεια (Abbott, 1999; Kader, 2002). Θεωρείται ότι το 5

22 χρώμα συμβάλλει στην εκτίμηση της ποιότητας πολύ περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη παράμετρο (Kays, 1999), αφού οι καταναλωτές κρίνουν την ποιότητα ενός προϊόντος με βάση την εμφάνιση τη στιγμή της αγοράς (Kays, 1991; Kader, 2002; Garcia και Barrett, 2002). Επομένως, ένας από τους στόχους όσον αφορά την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών είναι η διατήρηση του αρχικού χρώματος, ώστε να εξασφαλιστεί η αποδοχή του προϊόντος από τον καταναλωτή (Dorantes-Alvarez και Ghiralt, 2000). Η παράμετρος υγιεινή ασφάλεια έχει σημαντικό ρόλο στην ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων (Garcia και Barrett, 2002). Συνήθως τα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα ξεπλένονται με διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου (NaOCl), συγκέντρωσης μl l-1 ενργού χλωρίου, χωρίς όμως να εξουδετερώνονται όλοι οι μικροοργανισμοί (Torriani και Massa, 1994). Σημαντική βοήθεια στη προσπάθεια ελαχιστοποίησης των μικροβιακών φορτίων, μπορεί να προσφέρει η εφαρμογή συστημάτων HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point Ανάλυση Κινδύνων και Κρίσημα Σημεία Ελέγχου) στην διαδικασία παραγωγής (Verlinden και Nicolai, 2000) Αιτίες που υποβαθμίζουν την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά απαιτούν ειδική μεταχείριση από το στάδιο συγκομιδής του ακέραιου προϊόντος μέχρι και το στάδιο της κατανάλωσης του νωπού τεμαχισμένου προϊόντος, ώστε να εξασφαλιστεί η άριστη ποιότητά τους (Verlinden και Nicolai, 2000). Γενικά, τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά είναι περισσότερο φθαρτά από τα αντίστοιχα ακέραια προϊόντα, εξαιτίας του γεγονότος ότι έχουν υποστεί διάφορες καταπονήσεις όπως αποφύλλωση, ξεφλούδισμα και κοπή σε τεμάχια διαφόρων μεγεθών και σχημάτων (Watada κ.ά., 1996). Ο τραυματισμός των φυτικών ιστών επάγει την παραγωγή αιθυλενίου, αυξάνει την αναπνοή και επιτρέπει διάφορα ένζυμα (π.χ. χλωροφυλλάση, υπεροξειδάση και πολυφαινολοξειδάση) και τα υποστρώματα τους να έρθουν σε επαφή, κυρίως στα σημεία τομής, προκαλώντας αντιδράσεις που σχετίζονται με διάφορους μεταχρωματισμούς (Watada και Qi, 1999; Dorantes-Alvarez και Ghiralt, 2000). Οι κυριότεροι μεταχρωματισμοί που συμβαίνουν στα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά και υποβαθμίζουν την ποιότητα είναι το καφέτιασμα, το κιτρίνισμα και η λεύκανση (Garcia και Barrett, 2002; Kader, 2002). 6

23 Επιπλέον, το μαλάκωμα του ιστού που συνοδεύεται από απώλεια χυμού σε κάποια νωπά τεμαχισμένα προϊόντα, μπορεί να είναι ο κύριος παράγοντας υποβάθμισης της ποιότητας και μείωσης της εμπορευσιμότητας (Kader, 2002). Τα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα είναι πολύ ευαίσθητα στην απώλεια βάρους, όμως η σχετική υγρασία είναι πολύ υψηλή στις συνήθεις συσκευασίες με ημιπερατή μεμβράνη με συνέπεια η αφυδάτωση ουσιαστικά να μην αποτελεί σημαντικό πρόβλημα (Watada και Qi, 1999). Καφέτιασμα Το ενζυμικό καφέτιασμα των επιφανειών τομής, είναι σημαντικό πρόβλημα για πολλά προϊόντα όπως λάχανο, μαρούλι, πατάτα, μπανάνα, μήλο, αχλάδι και ροδάκινο (Yano και Saijo, 1987; Sapers κ.ά., 1990; Bolin και Huxsoll, 1991; Gorny, 1997; Gorny κ.ά., 2000; Kader, 2002; Vilas-Boas και Kader, 2006). Το καφέτιασμα είναι αποτέλεσμα της οξείδωσης των φαινολικών ουσιών από την πολυφαινολοξειδάση (PPO) σε κινόνες, οι οποίες πολυμερίζονται σε χρωστικές καφέ χρώματος (Garcia και Barrett, 2002) (Σχ. 1.2) OH OH OH (1) + AH2 + O2 + A + H2O PPO R R OH O OH O + ½ O2 (2) + H2O PPO R R Σχήμα 1.2. Οι αντιδράσεις που καταλύονται από την PPO: (1) Η υδροξυλείωση των μονοφαινολών σε o-διαφαινόλες και (2) η οξείδωση τους σε o-κινόνες. Το ενζυμικό καφέτιασμα πρέπει να διαχωριστεί από το μη-ενζυμικό καφέτιασμα, το οποίο είναι αποτέλεσμα της θέρμανσης ή αποθήκευσης επεξεργασμένων τροφίμων και περιλαμβάνει τις αντιδράσεις Maillard, καθώς και την καραμελοποίηση και την οξείδωση 7

24 του ασκορβικού οξέος (Garcia και Barrett, 2002) Οι συνέπειες του καφετιάσματος δεν περιορίζονται μόνο στον μεταχρωματισμό των επιφανειών τομής που είναι και το σοβαρότερο πρόβλημα, αλλά αυτό μπορεί να προκαλέσει και ανεπιθύμητες μεταβολές στην γεύση και το άρωμα και επίσης μπορεί να προκύψει σημαντική υποβάθμιση της διατροφικής αξίας (Vamos-Vigyazo, 1981). Κιτρίνισμα Το κιτρίνισμα παρατηρείται κατά τη συντήρηση φυλλωδών και άλλων πράσινων νωπών τεμαχισμένων προϊόντων (Lers κ.ά., 1998; Able κ.ά., 2002; Garcia και Barrett, 2002). Η μείωση των πράσινων χρωστικών είναι μια φυσιολογική διεργασία κατά την ωρίμανση ή κατά τον γηρασμό αρκετών φρούτων και λαχανικών, που μπορεί να επιταχυνθεί από το αιθυλένιο (Garcia και Barrett, 2002). Οι αντιδράσεις που εμπλέκονται στην απώλεια χλωροφύλλης στα πράσινα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα δεν είναι ακόμα πλήρως γνωστές. Κατά την διάρκεια της διαδικασίας προετοιμασίας των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων, απελευθερώνονται οξέα και ένζυμα τα οποία θεωρείται ότι εμπλέκονται στην διάσπαση των πράσινων χρωστικών (Garcia και Barrett, 2002). Έχει αναφερθεί ότι αυξημένη δραστικότητα του ενζύμου λιποξυγενάση (LOX) παρατηρείται κατά τον γηρασμό των φυτικών ιστών (Lamikanra, 2002). Επίσης, οι περοξειδάσες (POD) θεωρούνται δείκτες της ωρίμανσης και του γηρασμού (Haard, 1973; Scott, 1975; Vamos-Vigyazo κ.ά., 1981), ενώ η επαγωγή ισοενζύμων της POD έχει βρεθεί κατά το γηρασμό που επιταχύνεται λόγω παρουσίας αιθυλενίου σε διάφορα είδη (Abeles κ.ά., 1989). Επιπρόσθετα, άλλα ένζυμα που μπορεί να εμπλέκονται στους μηχανισμούς διάσπασης της χλωροφύλλης είναι Mg-αποχηλατάση και φαιοφορβίδιο α-οξυγονάση (Matile κ.ά., 1999; Costa κ.ά., 2005). Λεύκανση (White bloom) Στα καρότα παρατηρείται μεταβολή στο χρώμα με τον σχηματισμό ενός λευκού στρώματος στην αποφλοιωμένη επιφάνεια, υποβαθμίζοντας έτσι την εμφάνιση του προϊόντος (Garcia και Barrett, 2002). Μαλάκωμα Το μαλάκωμα της σάρκας αποτελεί σημαντικό πρόβλημα κυρίως για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα (Gorny κ.ά., 1998; Agar κ.ά., 1999; Rosen και Kader, 1989; LunaGuzman κ.ά., 1999; Gorny κ.ά., 2000; Vilas-Boas και Kader, 2006) και σχετίζεται με τις 8

25 βιοχημικές αλλαγές που συμβαίνουν στα κυτταρικά τοιχώματα, τη μέση πλάκα και σε επίπεδο μεμβρανών (Garcia και Barrett, 2002). Παρόλο που έχει αποδειχθεί ο σημαντικός ρόλος των ενζύμων πολυγαλακτουρονάση (PG) και πηκτινομεθυλεστεράση (PME) στην διεργασία αυτή, ο ακριβής μηχανισμός δεν είναι ακόμα πλήρως γνωστός (Garcia και Barrett, 2002). Η σχέση μεταξύ της συνεκτικότητας της σάρκας και της δράσης της PME είναι σύνθετη (Μαγγανάρης, 2004), συμβάλλοντας άλλοτε στην ενδυνάμωση του κυτταρικού τοιχώματος και άλλοτε στη χαλάρωση του κυτταρικού τοιχώματος (Micheli, 2001). Η δράση της PG έγκειται στον απολυμερισμό της απομεθυλιωμένης πηκτίνης που έχει προηγηθεί από την δράση της PME (Manganaris κ.ά., 2006) Παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών χωρίζονται σε δύο ομάδες: Η πρώτη περιλαμβάνει τους παράγοντες μέχρι τη συγκομιδή της πρώτης ύλης, όπως ποικιλία, καλλιεργητικές φροντίδες (άρδευση, λίπανση, αραίωμα κλπ), στάδιο ωριμότητας, καθώς και τις συνθήκες καταπόνησης στον αγρό (υψηλές θερμοκρασίες κλπ) (Ahvenainen, 1996). Στην δεύτερη ομάδα περιλαμβάνονται οι παράγοντες που επιδρούν μετά τη συγκομιδή, όπως συνθήκες συντήρησης του ακέραιου προϊόντος (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, σύσταση της ατμόσφαιρας συντήρησης), μεταχειρίσεις πριν τον τεμαχισμό (θερμική μεταχείριση, χρήση 1-MCP), ο τρόπος τεμαχισμού (μηχανικά ή με το χέρι), ο βαθμός τραυματισμού (σχήμα και μέγεθος των τεμαχισμένων προϊόντων), οι μεταχειρίσεις μετά τον τεμαχισμό (θερμική μεταχείριση, εδώδιμες επικαλύψεις, εμβαπτίσεις σε διαλύματα διαφόρων χημικών ουσιών, χρήση 1-MCP) και οι συνθήκες συντήρησης του νωπού τεμαχισμένου προϊόντος (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, σύσταση της ατμόσφαιρας συντήρησης) (Brecht, 1995; Watada κ.ά., 1996; Lopez-Galvez κ.ά., 1996; Kader, 2002; Garcia και Barett, 2002). Γενότυπος Ο γενότυπος είναι καθοριστικός παράγοντας για την ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων, αφού ένα ακέραιο προϊόν με υποβαθμισμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά θα δώσει ένα νωπό τεμαχισμένο προϊόν χαμηλής ποιότητας με πιθανή ταχεία περαιτέρω υποβάθμιση της (Toivonen και DeEll, 2002). Ο Romig (1995) προτείνει την δημιουργία ποικιλιών κατάλληλων αποκλειστικά για την παραγωγή νωπών 9

26 τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών. Τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά του ακέραιου προϊόντος πριν από τη συγκομιδή και την επεξεργασία μπορεί να επηρεάσουν την φυσιολογική αντίδραση του φυτικού ιστού στην επεξεργασία (Toivonen και DeEll, 2002). Φυσιολογική ωριμότητα Το στάδιο της φυσιολογικής ωριμότητας των φρούτων και λαχανικών επηρεάζει την αντίδραση των ιστών στον τραυματισμό, ενώ αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία στους κλιμακτηρικούς καρπούς (Toivonen και DeEll, 2002). Στους κλιμακτηρικούς καρπούς, το στάδιο φυσιολογικής ωριμότητας στο οποίο συγκομίζονται και ακολούθως τεμαχίζονται έχει σημαντική επίδραση στην ποιότητα του νωπού τεμαχισμένου φρούτου. Ο καρπός δεν πρέπει να έχει υπερωριμάσει, οπότε έχει μικρή διάρκεια μετασυλλεκτικής ζωής αλλά πρέπει να έχει ωριμάσει επαρκώς ώστε να έχει αποκτήσει τα επιθυμητά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά (Brecht, 1995; Gorny κ.ά., 1998; Gorny κ.ά., 2000). Προϊόντα που συγκομίζονται ανώριμα (μπρόκολο, γλυκό καλαμπόκι) έχουν υψηλή μεταβολική δραστηριότητα και μικρά αποθέματα αποθησαυριστικών ουσιών με αποτέλεσμα να υποβαθμίζεται πολύ γρήγορα η ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων (Brecht, 1995). Νωπό τεμαχισμένο πεπόνι από ακέραιο προϊόν προχωρημένου σταδίου ωρίμανσης, είχε υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου και αναπνοή, και μαλάκωσε γρηγορότερα από αντίστοιχο τεμαχισμένο προϊόν που προήλθε από νεαρής ηλικίας ακέραιους καρπούς (Madrid και Cantwell, 1993). Επίσης, νωπό τεμαχισμένο κεφαλωτό μαρούλι που προήλθε από μαρούλι νεαρής φυσιολογικής ηλικίας, εμφάνισε λιγότερο καφέτιασμα από αντίστοιχο τεμαχισμένο προϊόν που προήλθε από μαρούλι μεγαλύτερης φυσιολογικής ηλικίας (Coutoure κ.ά., 1993). Συντήρηση σε χαμηλή θερμοκρασία Η συντήρηση των νωπών οπωροκηπευτικών προϊόντων στην κατάλληλη θερμοκρασία είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση ικανοποιητικής διάρκειας μετασυλλεκτικής ζωής (Watada κ.ά., 1996). Ειδικά στα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά, η διατήρηση της κατάλληλης θερμοκρασίας σε όλη την αλυσίδα από τη συγκομιδή μέχρι την κατανάλωση είναι απαραίτητη για την καλύτερη διατήρηση της ποιότητας τους (Verlinden και Nicolai, 2000). Αν και η επιθυμητή θερμοκρασία συντήρησης για τα περισσότερα νωπά τεμαχισμένα λαχανικά είναι 0oC, σε πολλές περιπτώσεις προετοιμάζονται, μεταφέρονται και 10

27 συντηρούνται στους 5oC ή και στους 10oC (Watada κ.ά., 1996). Η χαμηλή θερμοκρασία συντήρησης μπορεί να συμβάλλει θετικά στην ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, με τη μείωση των φυσιολογικών διεργασιών και των βιοχημικών αντιδράσεων (Garcia και Barett, 2002), αφού το Q10 των βιολογικών λειτουργιών κυμαίνεται από 3 έως 4 και μερικές φορές μέχρι και 7 σε αυτή την περιοχή θερμοκρασιών (0-10oC) (Schlimme, 1995). Η θετική επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών συντήρησης στην ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, έχει τεκμηριωθεί για πολλά προϊόντα (Tulio κ.ά., 2002; Able κ.ά., 2005; Tsouvaltzis κ.ά., 2006) Ελεγχόμενη και Τροποποιημένη ατμόσφαιρα Οι όροι Τροποποιημένη Ατμόσφαιρα (ΤΑ) και Ελεγχόμενη Ατμόσφαιρα (ΕΑ) χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση σε περιβάλλον με μειωμένη συγκέντρωση Ο2 και αυξημένη συγκέντρωση CO2, σε σχέση με τη σύσταση του ατμοσφαιρικού αέρα. Η ΕΑ διαφέρει από την ΤΑ στο γεγονός ότι η σύσταση της ατμόσφαιρας σε CO2 και O2 παραμένει σταθερή σε ορισμένα επίπεδα, ενώ στην ΤΑ μεταβάλλεται συνεχώς η σύσταση του αέρα σε O2 και CO2. Η ΕΑ, αν και χρησιμοποιείται με πολύ θετικά αποτελέσματα στη συντήρηση ακέραιων νωπών φρούτων και λαχανικών (Kader, 1993; Saltveit, 1993), δεν έχει μεγάλη εφαρμογή στα νωπά τεμαχισμένα, λόγω της σύντομης διάρκειας της μετασυλλεκτικής τους ζωής (Watada κ.ά., 1996). Αντίθετα η ΤΑ, έχει εκτεταμένη εφαρμογή στα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά, λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων που έχει η απαιτούμενη συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη, όπως αποφυγή μολύνσεων ή επιμολύνσεων από διάφορους παθογόνους μικροοργανισμούς και ο περιορισμός των απωλειών βάρους (Gorny, 1997). Η ΤΑ διαχωρίζεται σε παθητική και ενεργητική. Στην παθητική, οι μεταβολές στη σύσταση της ατμόσφαιρας επιτυγχάνονται από την αναπνοή του προϊόντος και την περατότητα της μεμβράνης, ενώ στην ενεργητική, υπάρχει μια αρχική μεταβολή της σύστασης (π.χ. προσθήκη CO2). Ωστόσο, είναι σημαντικό στην ΕΑ και την ΤΑ να αποφευχθούν ζημίες από χαμηλή συγκέντρωση O2 ή υψηλή συγκέντρωση CO2 (Garcia και Barett, 2002). Η θετική επίδραση της συντήρησης σε συνθήκες ΕΑ/ΤΑ στην ποιότητα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών αναφέρεται για μια σειρά προϊόντων (Heimdal κ.ά., 1995; Watada κ.ά., 1996; Aguayo κ.ά., 2006; Martinez-Sanchez κ.ά., 2006; Vilas-Boas και Kader, 2006). Μειονέκτημα της ΤΑ μπορεί να αποτελέσουν οι διαφορετικές απαιτήσεις στη σχέση CO2/O2 του κάθε είδους που περιλαμβάνονται στα μείγματα των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, με αποτέλεσμα οι επιλογές 11

28 της μεμβράνης να γίνονται με βάση τις απαιτήσεις του πιο ευαίσθητου είδους στη σχέση CO2/O2. Εδώδιμες επικαλύψεις Οι εδώδιμες επικαλύψεις των προϊόντων, που κυρίως αποτελούνται από λίπη, ρητίνες, πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες και συνθετικά πολυμερή (Kester και Fennema, 1986; Guilbert κ.ά., 1996), είναι δυνατόν να επιμηκύνουν την διάρκεια ζωής στο ράφι των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, αφού δημιουργούν ένα ημιπερατό φράγμα στην κίνηση των αερίων και των υδρατμών με αποτέλεσμα να μειώνουν την αναπνοή, το καφέτιασμα των ιστών και τις απώλειες βάρους (Baldwin κ.ά., 1995) Η προστατευτική δράση των εδώδιμων επικαλύψεων μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη αντιοξειδωτικών και αντιμικροβιακών ουσιών, θρεπτικών στοιχείων κ.ά. (Perex-Gago κ.ά., 2005). Θετική επίδραση των εδώδιμων επικαλύψεων στα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά έχει αναφερθεί για διάφορα προϊόντα όπως μήλο, Chinese water chestnut, καρότο (Ahvenainen, 1996; Park, 1999; Perez-Cago κ.ά., 2005; Pen και Jiang, 2003; Li και Barth, 1998; Lee κ.ά., 2003) Χημικές ουσίες Η χρήση χημικών ουσιών αποτελεί μια μέθοδο, ίσως την ποιο διαδεδομένη σήμερα, για την διατήρηση της ποιότητας των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών (Sapers, 1993; Verlinden και Nicolai, 2000; Salcini και Massantini, 2005). Συνήθως οι χημικές ουσίες χρησιμοποιούνται ως διαλύματα μιας ή περισσότερων ουσιών όπου εμβαπτίζονται τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά (Garcia και Barett, 2002). Έχει δοκιμαστεί ένας σημαντικός αριθμός χημικών ουσιών, όπως κυστείνη, ασκορβικό οξύ, κιτρικό οξύ, οξαλικό οξύ, χλωριούχο ασβέστιο, γαλακτικό ασβέστιο κ.ά. (Agar κ.ά., 1999; Luna-Guzman κ.ά., 1999; Moline κ.ά., 1999; Dong κ.ά., 2000; Son κ.ά., 2001; Gorny κ.ά., 2002; Lee κ.ά., 2003; Gonzalez-Aguilar κ.ά., 2004; Aguayo κ.ά., 2006; Peng και Yiang, 2006; Vilas-Boas και Kader, 2006; Zheng και Tian, 2006; Varela κ.ά., 2007). Ωστόσο, η χρήση χημικών ουσιών δεν είναι πάντοτε αποτελεσματική στην διατήρηση της ποιότητας (Buta κ.ά., 1999; Lee κ.ά., 2003). Αν και μέχρι σήμερα η χρήση χημικών ουσιών είναι αρκετά διαδεδομένη, οι περισσότεροι καταναλωτές δεν επιθυμούν την παρουσία οποιασδήποτε χημικής ουσίας στα προϊόντα διατροφής τους (Bruhn, 1994). 12

29 1-MCP Σχετικά πρόσφατα, βρέθηκε ότι τα κυκλοπροπάνια είναι ανταγωνιστικά της δράσης του αιθυλενίου (Sisler κ.ά., 1996α,β). Ειδικότερα το 1-μέθυλο-κυκλοπροπάνιο (1-MCP) είναι μια ουσία που χρησιμοποιείται στην έρευνα για την κατανόηση της επίδρασης του αιθυλενίου στους φυτικούς ιστούς αλλά και σε εμπορική κλίμακα (Blankenship και Dole, 2003). Το 1-MCP χρησιμοποιείται σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις, δεν είναι τοξικό και είναι χημικά παρόμοιο με πολλές φυσικές ουσίες (Blankenship και Dole, 2003). Ο προτεινόμενος τρόπος δράσης του 1-MCP φαίνεται στο σχήμα 1.3., ανάμεσα στον υποδοχέα (receptor), το αιθυλένιο (E) και το 1-MCP. Με το 1-MCP ο δεσμός είναι πολύ ισχυρός ώστε να απομακρυνθεί αυτό, με αποτέλεσμα να μην δημιουργείται το ενεργό σύμπλοκο του υποδοχέα (Sisler και Serek, 1997). Οι Binder και Bleecker (2003) προτείνουν έναν παρόμοιο τρόπο δράσης με την διαφορά ότι το σύμπλοκο του υποδοχέα είναι ενεργό προτού απομακρυνθεί το αιθυλένιο. Ανενεργό Ανενεργό L2 L1 M L3 + E + L5 L4 L1 L2 L3 M L5 E L4 L1 M L3 L5 + E L4 Ανενεργό L2 M L2 L4 Ανενεργό L1 Ενεργό L2 L3 + 1-MCP + L5 L1 M L3 L5 1-MCP L4 Σχήμα 1.3. Προτεινόμενο μοντέλο για τον τρόπο δράσης του αιθυλενίου και του 1MCP στον υποδοχέα του αιθυλενίου (Πηγή: Sisler και Serek, 1997). Στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι στις περισσότερες περιπτώσεις το 1-MCP ανέστειλε ή περιόρισε την δράση του αιθυλενίου (μαλάκωμα, κιτρίνισμα) τόσο σε ακέραια όσο και σε 13

30 νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά (Fan και Mattheis, 2000; Jiang κ.ά., 2002; Blankenship και Dole, 2003; Able κ.ά., 2002; Ergun κ.ά., 2006; Perera κ.ά., 2003; VilasBoas και Kader, 2006; Vilas-Boas και Kader, 2007; Koukounaras και Sfakiotakis, 2007). Η αποτελεσματικότητα του 1-MCP εξαρτάται από μια σειρά παραγόντων όπως το είδος και το στάδιο ανάπτυξης του ιστού, η θερμοκρασία εφαρμογής, η συγκέντρωση και διάρκεια έκθεσης (Blankenship και Dole, 2003). Σημαντικό πλεονέκτημα του 1-MCP έναντι άλλων μεταχειρίσεων είναι ότι αρκεί η έκθεση του ιστού στην ουσία για κάποιο μικρό χρονικό διάστημα, και αυτή εξακολουθεί να δρα για ολόκληρο το υπόλοιπο χρονικό διάστημα συντήρησης όπου υπάρχει αιθυλένιο, δηλαδή δεν υπάρχει ανάγκη για τη συνεχή παρουσία του 1-MCP. (Sisler, 2006). Το 1-MCP μέχρι και το 2005 είχε πάρει έγκριση για χρήση σε διάφορα φρούτα και λαχανικά (μήλο, βερίκοκο, αβοκάντο, ακτινίδιο, μάνγκο, πεπόνι, ροδάκινο, νεκταρίνι, αχλάδι, ανανά, πιπεριά, δαμάσκηνο, τομάτα) στις εξής χώρες: Αργεντινή, Αυστραλία, Αυστρία, Βραζιλία, Καναδάς, Χιλή, Κόστα Ρίκα, Γαλλία, Ισραήλ, Μεξικό, Ολλανδία, Νέα Ζηλανδία, Νότια Αφρική, Ελβετία, Τουρκία, Ηνωμένο Βασίλειο και Η.Π.Α. (Watkins, 2006). Κυτοκινίνες Είναι γνωστό ότι οι κυτοκινίνες εκτός του σημαντικού ρόλου τους στην κυτταροδιαίρεση, επιπλέον μειώνουν την διάσπαση της χλωροφύλλης, με συνέπεια την καθυστέρηση της γήρανσης που εκδηλώνεται με το κιτρίνισμα των ιστών (Garcia και Barrett, 2002). Η χορήγηση κυτοκινινών εξωγενώς σε φυτικούς ιστούς, είχε ως αποτέλεσμα μια σειρά αντιδράσεων όπως καθυστέρηση του γηρασμού, διατήρηση της δραστηριότητας των χλωροπλαστών, τη μείωση της διάσπασης της χλωροφύλλης, την παραγωγή πρωτεϊνών και την κινητοποίηση θρεπτικών ουσιών προς την περιοχή του ιστού που χορηγήθηκε κυτοκινίνη (Clarke κ.ά., 1994; Taiz και Zeiger, 1991; Wingler κ.ά., 1998). Η χρήση κυτοκινινών και ειδικά της 6-βενζυλαμινοπουρίνης (6-BA) έχει αναφερθεί ότι καθυστερεί τον γηρασμό και μειώνει την διάσπαση της χλωροφύλλης μετασυλλεκτικά σε φυτικούς ιστούς, όπως μπρόκολο, πράσινο σπαρράγι (An κ.ά., 2006; Tian κ.ά., 1995; Rushing, 1990; Van der Werf και Nagel, 1996; Wingler κ.ά., 1998). Θερμική μεταχείριση Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ένα συνεχώς αυξανόμενο ενδιαφέρον για την χρήση της θερμικής μεταχείρισης ως παράγοντα διατήρησης της ποιότητας μετασυλλεκτικά σε 14

31 ακέραια και νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά.(lurie, 1998; Ferguson κ.ά., 2000; Garcia και Barrett, 2002; Fallik, 2004). Ο κυριότερος τρόπος εφαρμογής της θερμικής μεταχείρισης είναι η εμβάπτιση των προϊόντων (ακέραιων ή τεμαχισμένων) σε θερμό νερό αφού παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον ατμό ή το θερμό αέρα όπως ευκολία στην χρήση, σύντομη διάρκεια μεταχείρισης, ευκολία στην καταγραφή και τον έλεγχο της θερμοκρασίας και χαμηλό κόστος (Couey, 1989; Lurie, 1998). Η θερμική μεταχείριση μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική μορφή μεταχείρισης για την διατήρηση της ποιότητας σε νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά, αφού έχουν αναφερθεί σημαντικά οφέλη από την χρησιμοποίηση της για τον έλεγχο του καφετιάσματος, του κιτρινίσματος και του μαλακώματος (Kim κ.ά., 1993; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Garcia και Barrett, 2002; Abreu κ.ά., 2003; Loaiza-Velarde et al., 1997; Salveit, 2000; Fukumoto et al., 2002). Η αποτελεσματικότητα της θερμικής μεταχείρισης εξαρτάται από μια σειρά παραγόντων όπως το είδος και η ποικιλία του προϊόντος, το στάδιο ανάπτυξης του ιστού, τις κλιματικές συνθήκες πριν τη συγκομιδή καθώς και την θερμοκρασία και την διάρκεια της μεταχειρίσης (Lopez-Galvez κ.ά., 1996; Schirra κ.ά., 1997; Ferguson κ.ά., 2000; Garcia και Barrett, 2002). Σημαντικό πλεονέκτημα της θερμικής μεταχείρισης έναντι άλλων μεταχειρίσεων, είναι ότι χρησιμοποιείται για κάποιο μικρό χρονικό διάστημα και δεν υπάρχει ανάγκη για τη συνεχή παρουσία του παράγοντα αυτού. Επιπλέον, η θερμική μεταχείριση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε προϊόντα που προέρχονται από συστήματα ολοκληρωμένης ή βιολογικής γεωργίας στα οποία δεν επιτρέπεται, όπως είναι γνωστό, η χρήση χημικών ουσιών. 1.4 Νωπή τεμαχισμένη ρόκα Η ρόκα είναι γνωστή από τους αρχαίους χρόνους και αναφέρεται στη βοτανική του Διοσκουρίδη (Material Medica), η συγγραφή της οποίας έγινε τον 1ο αιώνα μ.χ. (Morales και Janick, 2002). Με το όνομα ρόκα, είναι γνωστά αρκετά είδη της οικογένειας Brassicaceae. Στη περιοχή της Μεσογείου χρησιμοποιούνται 3 κύρια είδη (Pignone, 1997): το ετήσιο είδος Eruca sativa Mill. που καλλιεργείται ευρέως καθώς και τα είδη Diplotaxis tenuifolia (L.) DC και Diplotaxis muralis (L.) DC που είναι κυρίως αυτοφυή φυτά και καλλιεργούνται μόνο σε περιορισμένη κλίμακα. Στις Μεσογειακές χώρες, το είδος Eruca sativa Mill. είναι ένα πολύ δημοφιλές λαχανικό. Τα τελευταία χρόνια, η ζήτηση για ρόκα συνεχώς αυξάνεται, ενώ σε μερικές χώρες θεωρείται εκλεκτό προϊόν ή ακόμα και λιχουδιά. Ένας από τους λόγους που 15

32 καθιστά όλο και περισσότερο τη ρόκα δημοφιλή στους καταναλωτές, είναι η υψηλή περιεκτικότητα της σε θειογλυκοζίτες (glucosinolates-gsls). Πρόσφατες έρευνες έχουν αποδείξει τη σημαντική περιεκτικότητα των ειδών της οικογένειας Brassicaceae σε θειογλυκοζίτες καθώς και την ευεργετική επίδραση στην υγεία του ανθρώπου (Fahey και Stephenson, 1999; Mithen κ.ά., 2000; Fahey κ.ά. 2001; Holst και Williamson, 2004; Keck και Finley, 2004). Οι θειογλυκοζίτες υδρολύονται με το ένζυμο μυροσινάση, που υπάρχει στα φυτά που τις περιέχουν, με αποτέλεσμα την παραγωγή διαφόρων ουσιών μεταξύ των οποίων και ισοθειοκυανούχες ενώσεις (isothiocyanates) (Holst και Williamson, 2004; Keck και Finley, 2004). Πιστεύεται ότι οι ισοθειοκυανούχες ενώσεις είναι υπεύθυνες για την προστατευτική δράση των Brassicaceae στην υγεία του ανθρώπου, με την ουσία σουλφοραφάνη που βρέθηκε και στη ρόκα, να αποτελεί μια από τις περισσότερο υποσχόμενες αντικαρκινικές φυσικές ουσίες (Mithen κ.ά., 2000; Fahey κ.ά. 2001; Holst και Williamson, 2004; Keck και Finley, 2004). Η εμπορία και διακίνηση της ρόκας, γίνεται είτε με τη μορφή δέματος των φύλλων όπως έχουν κοπεί από τον παραγωγό είτε ως νωπά τεμαχισμένα φύλλα τα οποία μετά το πλύσιμο τεμαχίζονται στο σημείο έναρξης του ελάσματος του φύλλου και συσκευάζονται με ημιπερατές μεμβράνες. Επίσης, η ρόκα χρησιμοποιείται σε διάφορα μείγματα σαλάτας με άλλα φυλλώδη λαχανικά (μαρούλι, ραντίτσιο, σπανάκι) ως νωπά τεμαχισμένα σε μικρά κομμάτια φύλλων. Κύριο ποιοτικό χαρακτηριστικό της ρόκας, είναι το έντονο πράσινο χρώμα των φύλλων. Σοβαρό πρόβλημα στα φυλλώδη λαχανικά είναι η ταχύτατη υποβάθμιση της ποιότητας λόγω του γηρασμού, με την διάσπαση της χλωροφύλλης να αποτελεί ένα τυπικό σύμπτωμα του. Οι διαθέσιμες πληροφορίες για τη συντήρηση της ρόκας περιορίζονται σε κάποιες γενικές αναφορές (Cantwell, 2001), ενώ πρόσφατα δημοσιεύτηκαν κάποια δεδομένα για την επίδραση της ελεγχόμενης ατμόσφαιρας στη διατήρηση της ποιότητας και των αντιοξειδωτικών ουσιών του είδους Diplotaxis tenuifolia L. (Martinez-Sanchez κ.ά., 2006). Ο τρόπος συγκομιδής της ρόκας, με κοπή των φυτών σε ύψος 2-3 cm από το έδαφος ώστε να μπορέσει να αναπτύξει καινούργια φύλλα, έχει ως αποτέλεσμα την ύπαρξη φύλλων διαφορετικής ηλικίας σε κάθε συγκομιδή. Η ηλικία του φύλλου, πιθανολογείται ότι πιθανόν είναι σημαντικός παράγοντας στο μεταβολισμό και την ποιότητα της νωπής τεμαχισμένης ρόκας, αν συσχετιστεί με το μαρούλι στο οποίο έχει παρατηρηθεί σημαντική επίδραση της ηλικίας του φύλλου στη σύσταση του (Siomos κ.ά., 2002) καθώς και με το 16

33 είδος Corchorus olitorius L. (Tulio κ.ά., 2002). Ωστόσο, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση της ηλικίας του φύλλου στο μεταβολισμό, τη σύσταση και την ποιότητα φύλλων ρόκας. Ο τραυματισμός των ιστών κατά την προετοιμασία των λαχανικών, προκαλεί αύξηση της αναπνοής ή/και της παραγωγής αιθυλενίου. Η αύξηση της αναπνοής είναι μικρή και πρόσκαιρη (π.χ. μαρούλι) ή σημαντική και συνεχής (π.χ. πατάτα) (Salveit, 2003). Επίσης, δεν ανταποκρίνονται όλοι οι φυτικοί ιστοί ομοιόμορφα στον τραυματισμό όσον αφορά την αύξηση στο ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου (Salveit, 2003). Όμως, δεν υπάρχουν δεδομένα στη βιβλιογραφία που αφορούν την επίδραση του τραυματισμού στη ρόκα και συγκεκριμένα στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου. Ο τραυματισμός των περισσοτέρων λαχανικών προκαλεί σημαντική μείωση της περιεκτικότητας τους σε ασκορβικό οξύ (Lee και Kader, 2000; Reyes κ.ά., 2007), με ορισμένες εξαιρέσεις (Mondy και Leja, 1986; Reyes κ.ά., 2007). Αντίθετα, ο τραυματισμός ορισμένων λαχανικών μπορεί να επάγει τη σύνθεση φαινολικών ουσιών (Salveit, 1997), και επίσης να αυξάνει την αντιοξειδωτική ικανότητα διαφόρων λαχανικών όπως καρότου και μαρουλιού (Heredia και Cinseros-Zevallos,2002; Kang και Salveit, 2002). Οι Reyes κ.ά. (2007) αναφέρουν σημαντική μείωση ή αύξηση των φαινολικών ουσιών και της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας κατά τη συντήρηση των λαχανικών λόγω του τραυματισμού, ανάλογα με το είδος του προιόντος. Ωστόσο, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση του τραυματισμού στη σύσταση και την αντιοξειδωτική ικανότητα των φύλλων ρόκας. Η θερμοκρασία συντήρησης είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που επιδρά στη διατήρηση της ποιότητας τόσο σε ακέραια όσο και σε νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά (Brecht, 1995; Watada κ.ά., 1996; Kader, 2002). Αν και έχει μελετηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας συντήρησης στον μεταβολισμό και την ποιότητα σε πολλά ακέραια και νωπά τεμαχισμένα λαχανικά (Watada κ.ά., 1996; Tulio κ.ά., 2002; Able κ.ά., 2005; Tsouvaltzis κ.ά., 2006), οι πληροφορίες για τη ρόκα είναι ανεπαρκείς αφού περιορίζονται μόνο στον προσδιορισμό του ρυθμού αναπνοής σε διάφορες θερμοκρασίες (Peiris κ.ά., 1997). Μια από τις αρνητικές επιδράσεις του αιθυλενίου στον μεταβολισμό των φυτών είναι η επιτάχυνση της διάσπασης της χλωροφύλλης (Saltveit, 1999), με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα ορισμένων φυλλωδών λαχανικών όπως του πακ-τσόι, του κορίανδρου, του μαϊντανού (Able κ.ά., 2002; Jiang κ.ά., 2002; Lers κ.ά., 1998), αλλά και άλλων λαχανικών όπως το μπρόκολο (Able κ.ά., 2002). Το αιθυλένιο επιταχύνει τον γηρασμό των φύλλων σε 17

34 ορισμένα είδη όχι όμως σε άλλα (Mattoo και Aharoni, 1988). Η ουσία 1-MCP, αναστολέας της δράσης του αιθυλενίου, εμποδίζει ή καθυστερεί την διάσπαση της χλωροφύλλης σε πολλά οπωροκηπευτικά προϊόντα (Blankenship και Dole, 2003). Τα αποτελέσματα εφαρμογής του 1-MCP στο μπρόκολο και πακ-τσόι έδειξαν ότι το 1-MCP δεν είναι τόσο αποτελεσματικό σε φυλλώδεις ιστούς όπως είναι στα ανθοφόρα όργανα (Able κ.ά., 2002). Ωστόσο, δεν είναι γνωστό εάν το αιθυλένιο επιταχύνει την διαδικασία διάσπασης της χλωροφύλλης σε φύλλα ρόκας, και στην περίπτωση που την επιταχύνει, κατά πόσον η εφαρμογή του 1-MCP πριν τη συντήρηση της ρόκας, μπορεί να περιορίσει το κιτρίνισμα που οφείλεται στη δράση του αιθυλενίου. Είναι γνωστό ότι οι κυτοκινίνες μειώνουν την διάσπαση της χλωροφύλλης, με συνέπεια την καθυστέρηση της γήρανσης που εκδηλώνεται με το κιτρίνισμα των ιστών (Garcia και Barrett, 2002). Η εφαρμογή της 6-BA έχει δώσει θετικά αποτελέσματα στην καθυστέρηση της γήρανσης μετασυλλεκτικά σε πράσινα λαχανικά, όπως στο πράσινο σπαράγγι και στο μπρόκολο προκαλώντας μείωση της αναπνοής (An κ.ά., 2006; Tian κ.ά., 1995; Rushing, 1990). Ωστόσο, δεν υπάρχουν ερευνητικά δεδομένα όσον αφορά την επίδραση της 6-BA σε φύλλα ρόκας. Η θερμική μεταχείριση είναι δυνατόν να αποτελέσει μια εναλλακτική μέθοδο για την διατήρηση της ποιότητας των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, δεδομένου ότι έχουν αναφερθεί σημαντικά οφέλη από την χρησιμοποίηση της για τον έλεγχο του καφετιάσματος, του κιτρινίσματος και του μαλακώματος (Kim κ.ά., 1993; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Garcia και Barrett, 2002; Abreu κ.ά., 2003; Loaiza-Velarde κ.ά., 1997; Salveit, 2000; Fukumoto κ.ά., 2002). Ειδικά για την πρόληψη του κιτρίνισματος η θερμική μεταχείριση χρησιμοποιήθηκε με ικανοποιητικά αποτελέσματα σε ανθοκεφαλές μπρόκολου (Kazami κ.ά., 1991; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Forney, 1995), αγγουριού (Chan και Linse, 1989) και καρπούς Oroblango (Rodov κ.ά. 2000). Ωστόσο, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στο κιτρίνισμα φύλλων ρόκας. 1.5 Νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο Η ροδακινιά (Prunus persica L.) αποτελεί μια πολύ σημαντική καλλιέργεια για τη χώρα μας, και ειδικά η περιοχή των νομών Ημαθίας και Πέλλας είναι το μεγαλύτερο κέντρο παραγωγής ροδάκινων. Όμως, επειδή η συντήρηση των καρπών σε ψυγεία για μεγάλα χρονικά διαστήματα δεν είναι δυνατή, η κλιμάκωση της προσφοράς τους στην αγορά είναι μεγάλης σημασίας (Βασιλακάκης και Θεριός, 1993). 18

35 Μέχρι σήμερα οι πληροφορίες για το νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο είναι περιορισμένες. Σε αυτές έχουν καταγραφεί τα κυριότερα προβλήματα που υποβαθμίζουν την ποιότητα του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου (καφέτιασμα και μαλάκωμα), ενώ έχει καθοριστεί το κατάλληλο στάδιο ωριμότητας του καρπού για τον τεμαχισμό του (Gorny κ.ά., 1998). Σημαντικό κριτήριο για το νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο είναι η επιλογή της κατάλληλης ποικιλίας, δεδομένου ότι η ποικιλία επηρεάζει τη διάρκεια ζωής στο ράφι του νωπού τεμαχισμένου προϊόντος σε πολλά φρούτα (Kim κ.ά., 1993; Gorny κ.ά., 1999; Gorny κ.ά., 2000; Abbott κ.ά., 2004). Στην Ελλάδα σήμερα καλλιεργούνται πάρα πολλές ποικιλίες επιτραπέζιου ροδάκινου (Βασιλακάκης, 1996), χωρίς όμως να διαπιστωθεί η καταλληλότητα τους για την παραγωγή νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. Για την προετοιμασία του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου, απαιτείται το ακέραιο φρούτο να αποφλοιωθεί και να τεμαχιστεί γεγονός που προκαλεί αύξηση του ρυθμού αναπνοής και παραγωγής αιθυλενίου. Αν και έχει μελετηθεί η επίδραση της αποφλοίωσης και του τεμαχισμού στον μεταβολισμό διαφόρων φρούτων λόγω τραυματισμού (Agar κ.ά., 1999; Paull και Chen 1997; Watada κ.ά., 1996), οι πληροφορίες για το ροδάκινο περιορίζονται στο προσδιορισμό του ρυθμού αναπνοής τεμαχίων και ακέραιου καρπού σε διάφορες θερμοκρασίες (Watada κ.ά., 1996). Επιπλέον, ο τραυματισμός έχει αναφερθεί ότι άλλοτε επηρεάζει και άλλοτε όχι τη σύσταση των νωπών τεμαχισμένων φρούτων, σε σχέση με τα ακέραια, κατά τη συντήρηση τους (Robards κ.ά., 1999; Gil κ.ά., 2006). Επίσης, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση του ξεφλουδίσματος και του τεμαχισμού στη σύσταση και τα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά ροδάκινου κατά τη συντήρηση που ακολουθεί. Μια από τις αρνητικές επιδράσεις του αιθυλενίου, είναι η επιτάχυνση του μαλακώματος των καρπών (Saltveit, 1999; Watada και Qi, 1999; Vilas-Boas και Kader, 2007). Ιδιαίτερης σημασίας παράγοντας είναι το αιθυλένιο όσον αφορά τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα, λόγω του υψηλότερου ρυθμού παραγωγής του από τους τραυματισμένους ιστούς (Paull και Chen 1997; Agar κ.ά., 1999). Η χρήση του 1-MCP (αναστολέα της δράσης του αιθυλενίου) έχει επιμηκύνει την διάρκεια της ζωής στο ράφι ορισμένων νωπών τεμαχισμένων φρούτων (Ergun κ.ά., 2006; Perera κ.ά., 2003; Vilas-Boas και Kader, 2006; Vilas-Boas και Kader, 2007), ενώ σε άλλα είδη δεν είχε επίδραση (Vilas-Boas και Kader, 2007). Σε ακέραιο ροδάκινο η χρησιμοποίηση του 1-MCP έχει καθυστερήσει σημαντικά το μαλάκωμα (Kluge και Jacomino, 2002; Fan κ.ά., 2002; Liguori κ.ά., 2004; Παντελίδης και Βασιλακάκης, προσωπική επικοινωνία), χωρίς ωστόσο να υπάρχουν δεδομένα που αφορούν την επίδραση του 1-MCP στην ποιότητα του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. 19

36 Μια μέθοδος για τον έλεγχο του καφετιάσματος και του μαλακώματος των νωπών τεμαχισμένων φρούτων, είναι η χρήση διαφόρων χημικών όπως ασκορβικό οξύ, κιτρικό οξύ, οξαλικό οξύ, χλωριούχο ασβέστιο, γαλακτικό ασβέστιο κ.ά. (Agar κ.ά., 1999; LunaGuzman κ.ά., 1999; Son κ.ά., 2001; Gorny κ.ά., 2002; Lee κ.ά., 2003; Gonzalez-Aguilar κ.ά., 2004; Aguayo κ.ά., 2006; Peng και Yiang, 2006; Vilas-Boas και Kader, 2006; Zheng και Tian, 2006; Varela κ.ά., 2007). Ωστόσο, η χρήση χημικών ουσιών δεν ήταν πάντοτε αποτελεσματική στην διατήρηση της ποιότητας των νωπών τεμαχισμένων φρούτων (Buta κ.ά., 1999; Lee κ.ά., 2003) και επίσης ορισμένες διαφορές έχουν παρατηρηθεί στην αποτελεσματικότητα της ίδιας ουσίας. Όσον αφορά το νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο, η εμβάπτιση των τεμαχίων σε διάλυμα ασκορβικού οξέος και γαλακτικού ασβεστίου ή η συντήρηση τους σε συνθήκες ελεγχόμενης ατμόσφαιρας, είχαν πολύ περιορισμένη επίδραση στη μείωση του καφετιάσματος και του μαλακώματος (Gorny κ.ά., 1999). Η θερμική μεταχείριση των φυτικών ιστών, μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική μεταχείριση για τον έλεγχο του καφετιάσματος και του μαλακώματος αντί των χημικών ουσιών (Garcia και Barrett, 2002). Θερμική μεταχείριση ροδάκινου στους 40oC για 70 λεπτά πριν τον τεμαχισμό, δεν μείωσε σημαντικά το καφέτιασμα όπως αυτό εκτιμήθηκε με βάση την παράμετρο L* του χρώματος, η οποία χρησιμοποιήθηκε σαν δείκτης της έντασης του καφετιάσματος (Steiner κ.ά., 2006). Όμως, υψηλότερες θερμοκρασίες (> 45oC) για μικρότερα χρονικά διαστήματα έχουν χρησιμοποιηθεί με θετικά αποτελέσματα στον περιορισμό του καφετιάσματος άλλων νωπών τεμαχισμένων προϊόντων όπως μαρουλιού, σέλινου και Eleocharis tuberosa (Saltveit, 2000; Loaiza-Velarde κ.ά., 2003; Peng και Jiang, 2004). 1.6 Σκοπός της διατριβής Σκοπός της διατριβής ήταν να μελετηθεί η μετασυλλεκτική φυσιολογία της νωπής τεμαχισμένης ρόκας και του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου και επίσης να διερευνηθεί η επίδραση διαφόρων παραγόντων που ενδεχομένως επηρεάζουν την ποιότητα τους, κατά την διάρκεια της συντήρησης που ακολουθεί. Ειδικότερα, οι παράγοντες που μελετήθηκαν όσον αφορά τη νωπή τεμαχισμένη ρόκα ήταν η ηλικία του φύλλου, η θερμοκρασία συντήρησης, ο βαθμός τραυματισμού, η παρουσία αιθυλενίου στο περιβάλλον συντήρησης, το 1-MCP, η 6-BA και η θερμική μεταχείριση, ενώ όσον αφορά το νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο, μελετήθηκε η ποικιλία, ο τραυματισμός, το 1-MCP, διάφορες χημικές ουσίες καθώς και η θερμική μεταχείριση. 20

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΚΙΑΣ ΤΟΥ ΦΥΛΛΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 2.1 Περίληψη Φύλλα ρόκας διαφόρων ηλικιών (νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα) με κομμένο μίσχο, συντηρήθηκαν σε σύστημα συνεχούς ροής αέρα στους 10oC για 10 ημέρες και προσδιορίστηκε η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου κατά την διάρκεια της συντήρησης, καθώς και το χρώμα, η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη, ο βαθμός του κιτρινίσματος και η χημική σύσταση (ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα) πριν και μετά τη συντήρηση. Η ηλικία του φύλλου επέδρασε σημαντικά στα ΔΣΣ, τις ολικές διαλυτές φαινόλες, τα νιτρικά ιόντα και την παραγωγή CO2 και αιθυλενίου των φύλλων ρόκας κατά το χρόνο της συγκομιδής καθώς και στην παραγωγή αιθυλενίου μετασυλλεκτικά. Ωστόσο, η επίδραση αυτή δεν ήταν σημαντική για τη μετασυλλεκτική ποιότητα των φύλλων. Η πιο σημαντική μεταβολή μετασυλλεκτικά και αιτία υποβάθμισης της ποιότητας, ήταν η διάσπαση της χλωροφύλλης με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα των φύλλων. 2.2 Εισαγωγή Η συγκομιδή της ρόκας γίνεται με το χέρι, και συγκεκριμένα με κοπή των φυτών σε ύψος 2-3 cm από το έδαφος ώστε να μπορέσει το φυτό να αναπτύξει καινούργια φύλλα. Εξαιτίας του τρόπου συγκομιδής σε κάθε συγκομιδή υπάρχουν φύλλα διαφορετικών ηλικιών. Η ηλικία του φύλλου ενδεχομένως επιδρά σημαντικά στο μεταβολισμό και την ποιότητα της ρόκας μετασυλλεκτικά. Η ηλικία του φύλλου διαπιστώθηκε ότι επέδρασε στη χημική σύσταση μαρουλιού (Siomos κ.ά., 2002) και του Corchorus olitorius L. (Tulio κ.ά., 2002). Συγκεκριμένα στους τρεις τύπους μαρουλιού (ρωμάνα, ημικεφαλωτό και σαλάτα) βρέθηκε ότι τα εσωτερικά (νεαρά) φύλλα περιείχαν σημαντικά υψηλότερα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ), ξηρή ουσία και ογκομετρούμενη οξύτητα (Ο.Ο.) ενώ τα εξωτερικά (ώριμα) φύλλα περιείχαν σημαντικά περισσότερα νιτρικά ιόντα (Siomos κ.ά., 2002). Η περιεκτικότητα των λαχανικών σε νιτρικά ιόντα αποτελεί σημαντικό ποιοτικό τους χαρακτηριστικό όσον 21

38 αφορά τη διατροφική αξία (Santamaria, 2006). Όσον αφορά το ασκορβικό οξύ, αυτό ήταν περισσότερο σε ώριμα φύλλα του Corchorus olitorius L. (Tulio κ.ά., 2002) και στα μεσαία φύλλα (κανονικής ηλικίας) μαρουλιού (Siomos κ.ά., 2002). Η ηλικία του φύλλου ενδεχομένως επηρεάζει την διάρκεια ζωής στο ράφι των φύλλων ρόκας δεδομένου ότι οι ανώριμοι ιστοί έχουν χαμηλούς ρυθμούς παραγωγής αιθυλενίου (Saltveit, 2003) το οποίο βρέθηκε να επιταχύνει το γηρασμό των φύλλων σε ορισμένα είδη (Mattoo και Aharoni, 1988). Ωστόσο, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση της ηλικίας του φύλλου στο μεταβολισμό, τη σύσταση και την ποιότητα φύλλων ρόκας, γι αυτό πραγματοποιήθηκε το πείραμα. 2.3 Υλικά και μέθοδοι Φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 25/1/2005 από πειραματική καλλιέργεια στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης όπου ακολουθήθηκαν οι συνήθεις καλλιεργητικές πρακτικές, και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας του Αγροκτήματος του Πανεπιστημίου. Ακολούθησε τεμαχισμός των φύλλων στο σημείο που αρχίζει το έλασμα και τα επιλεγμένα φύλλα διαχωρίστηκαν σε 3 κατηγορίες σύμφωνα με την ηλικία τους: 1) Εσωτερικά φύλλα τελικού μήκους 6-8 cm, που αντιστοιχούν στα νεώτερα σε ηλικία, 2) Ενδιάμεσα φύλλα τελικού μήκους cm, που αντιστοιχούν στα πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα και 3) Εξωτερικά φύλλα τελικού μήκους cm, που αντιστοιχούν στα ώριμα, γηρασμένα φύλλα. Ακολούθως, τα φύλλα εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο) για 60 sec και στέγνωσαν σε διηθητικό χαρτί. Στη συνέχεια τα φύλλα τοποθετήθηκαν σε γυάλινη φιάλη 2 l σε ένα σύστημα συνεχούς ροής αέρα (30 ml min-1) εμπλουτισμένου σε υγρασία (ανοιχτό σύστημα), και συντηρήθηκαν για 10 ημέρες στους 10oC. Για κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις (φιάλες) με 12 φύλλα της ίδιας ηλικίας σε κάθε επανάληψη. Στο ανοιχτό σύστημα προσδιορίστηκε η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου των τριών ηλικιών φύλλων ανά 1-2 ημέρες, σε δείγματα αέρα του 1 ml που λαμβάνονταν από τον σωλήνα εξόδου της κάθε φιάλης. Η συγκέντρωση του CO2 μετρήθηκε σύμφωνα με την μέθοδο των Saltveit και Strike (1989) με την έγχυση του δείγματος σε συνεχές ρεύμα N2 που διερχόταν μέσα από αναλυτή CO2/O2 (model Combo 280, David Bishop Instruments, UK), ενώ η συγκέντρωση του αιθυλενίου μετρήθηκε με την έγχυση του δείγματος σε αέριο χρωματογράφο Varian 3300 (Varian Instruments, Walnut Creek, CA), εφοδιασμένο 22

39 με ανιχνευτή ιονισμού της φλόγας. Στην αρχή και το τέλος του πειράματος (10η ημέρα) πραγματοποιήθηκε οπτική εκτίμηση του κιτρινίσματος σε κλίμακα από το 1 έως το 5 (όπου 1=βαθύ πράσινο, 2=ανοιχτό πράσινο, 3=πράσινο-κίτρινο, οριακά αποδεκτό στην αγορά, 4=κίτρινο-πράσινο, 5=κίτρινο) (Εικ. 2.1). Επίσης μετρήθηκε το χρώμα σε 2 σημεία της επάνω επιφάνειας των φύλλων (Εικ. 2.2) με χρωματόμετρο Minolta CR-200 (Minolta, Osaka, Japan). Το χρωματόμετρο βαθμονομήθηκε με την πρότυπη εργοστασιακή λευκή πλάκα. Το χρώμα εκφράστηκε στην κλίμακα L*, a* και b* και από τις τιμές a* και b* υπολογίστηκαν η γωνία Hue και το χρώμα C* (McGuire, 1992). Η παράμετρος L* χαρακτηρίζει τη φωτεινότητα, η γωνία Hue το χρώμα σε μορφή σφαίρας όπου 0o=κόκκινο, 90o=κίτρινο, 180o=πράσινο και 270o=μπλε ενώ η παράμετρος C χαρακτηρίζει την ένταση του χρώματος (McGuire, 1992). Εικόνα 2.1. Κλίμακα από 1 έως 5 για την οπτική εκτίμηση του κιτρινίσματος φύλλων ρόκας. Όπου 1=βαθύ πράσινο, 2=ανοιχτό πράσινο, 3=πράσινο-κίτρινο, οριακά αποδεκτό στην αγορά, 4=κίτρινο-πράσινο, 5=κίτρινο. Από τα σημεία των φύλλων που μετρήθηκε το χρώμα, ελήφθησαν δίσκοι διαμέτρου 9mm στους οποίους προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και β καθώς και η ολική χλωροφύλλη, με τη μέθοδο των Wintermans και Demots (1965). Συγκεκριμένα, οι δίσκοι ζυγίστηκαν και μεταφέρθηκαν σε σωλήνες 20x200 mm, όπου προστέθηκαν 15 ml αιθανόλης 95% και αφού καλύφθηκαν με αλουμινόχαρτο, τοποθετήθηκαν σε υδατόλουτρο στους 80oC για 30 λεπτά. Το εκχύλισμα από τους σωλήνες μεταφέρθηκε διαμέσου φίλτρου Whatman No 1. Στους σωλήνες που περιείχαν τους δίσκους προστέθηκαν άλλα 10 ml αιθανόλης 95%, και επαναλήφθηκε η εκχύλιση στο υδατόλουτρο στους 80oC για 30 λεπτά. Το δεύτερο εκχύλισμα προστέθηκε στο πρώτο. Στο τελικό διάλυμα αφού ψύχθηκε σε 23

40 θερμοκρασία δωματίου, προστέθηκε αιθανόλη 95% μέχρι τελικού όγκου 25 ml, και μετρήθηκε αμέσως η απορρόφηση στα 647 και 665 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Στην αρχή και στο τέλος του πειράματος προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα των φύλλων διαφορετικής ηλικίας σε ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα σε δείγματα που συντηρήθηκαν στους 30oC. Εικόνα 2.2. Φύλλο ρόκας όπου διακρίνονται τα δύο σημεία μέτρησης του χρώματος. Τα ΔΣΣ μετρήθηκαν σε ηλεκτρονικό διαθλασίμετρο Atago PR-1 (Atago Co Ltd., Tokyo, Japan) σε χυμό που προέκυψε μετά από διήθηση ποσότητας πολτοποιημένου δείγματος διαμέσου φίλτρου Whatman No 1. Ο προσδιορισμός των νιτρικών ιόντων πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του σαλικυλικού οξέος (Cataldo κ.ά., 1975). Για την εκχύλιση των νιτρικών ιόντων, 5 g πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 50 ml απεσταγμένο νερό σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH). Μετά από φυγοκέντρηση στα 5000 x g για 20 min, πραγματοποιήθηκε ως εξής: Ποσότητα 0,2 ml από το εκχύλισμα μεταφέρθηκε σε σωλήνες 250x25 mm όπου προστέθηκαν 0,8 ml αντιδραστηρίου 5% (β./ό.) σαλικυλικού οξέος σε πυκνό θειικό οξύ, με ταυτόχρονη ανάδευση σε Vortex. Μετά από 20 min, προστέθηκαν 19 ml διαλύματος 2Ν ΝaΟΗ και μετά από ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου, μετρήθηκε η απορρόφηση του διαλύματος σε φασματοφωτόμετρο Spectronic 20D, σε μήκος κύματος 410 nm. Με τη χρήση καμπύλης αναφοράς, που πραγματοποιήθηκε με τη μέτρηση της απορρόφησης διαλυμάτων γνωστών συγκεντρώσεων ΚΝΟ3 (5-100 mg/l), υπολογίσθηκε η περιεκτικότητα των δειγμάτων σε νιτρικά ιόντα που εκφράσθηκε σε μg/g ν.β. Για την εκχύλιση του ασκορβικού οξέος, 5 g πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκε με 50 ml διαλύματος 1% οξαλικού οξέος σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH). Μετά από φυγοκέντρηση στα 5000 x g για 20 min, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός του ασκορβικού οξέος στο διάλυμα με ρεφλεκτόμετρο RQflex (Merck, Darmstadt, Germany). Οι ολικές διαλυτές φαινόλες προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο που περιγράφεται από τους Scalbert κ.ά. (1989) και στηρίζεται στο γεγονός ότι αυτές οι ουσίες και κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες ανάλυσης αντιδρούν με το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu και σχηματίζουν ένα έγχρωμο (κυανό) σύμπλοκο με μέγιστο απορρόφησης στα 760 nm. Για την εκχύλιση των ολικών διαλυτών φαινολών, 5 g πολτοποιημένου δείγματος 24

41 ομογενοποιήθηκε με 20 ml αιθανόλη 95% σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH) και φυγοκεντρήθηκε στα 5000 x g για 20 min.το ίζημα εκχυλίστηκε για δεύτερη φορά με αιθανόλη 95% και το νέο ίζημα για τρίτη φορά με αιθανόλη 5%. Στο σύνολο των τριών υπερκείμενων φάσεων, αφού αυτό συμπληρώθηκε με αιθανόλη 5% μέχρι τελικού όγκου 100 ml, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός των ολικών διαλυτών φαινολών ως εξής: Ποσότητα 2,5 ml από το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu (αραιωμένο κατά 10 φορές με απεσταγμένο νερό) και 2 ml διαλύματος Νa2CO3 (75 g/l) προστέθηκαν σε 0,5 ml του τελικού διαλύματος. Η προσθήκη του Νa2CO3 πραγματοποιήθηκε μέσα σε 30 δευτερόλεπτα έως 8 λεπτά από την προσθήκη του αντιδραστηρίου Folin-Ciocalteu. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε υδατόλουτρο στους 50oC για 5 min και μετά από ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου, μετρήθηκε η απορρόφηση του διαλύματος στα 760 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Τα δεδομένα των μετρήσεων εκφράστηκαν ως mg γαλλικού οξέος (GAE)/g ν.β. Η πρότυπη καμπύλη αναφοράς πραγματοποιήθηκε με μέτρηση της απορρόφησης διαλυμάτων γνωστής συγκέντρωσης γαλλικού οξέος (8-80 μg/ml). Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα προσδιορίστηκε χρωματομετρικά με τροποποίηση της μεθόδου των Brand-Williams κ.ά. (1995) και στηρίζεται στo γεγονός ότι το DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) αποτελεί μια ελεύθερη ρίζα με έντονο βιολετί χρώμα, με μέγιστο απορρόφησης στα 517 nm, η οποία μετατρέπεται σε άχρωμη ουσία όταν το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο συνδέεται με ένα υδρογόνο των αντιοξειδωτικών. Για την εκχύλιση των αντιοξειδωτικών ουσιών, πολτοποιημένο δείγμα 5 g ομογενοποιήθηκε με 25 ml μεθανόλης σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH) και φυγοκεντρήθηκε στα 5000 x g για 10 min. Η υπερκείμενη φάση συμπληρώθηκε με μεθανόλη μέχρι τελικού όγκου 25 ml. Ποσότητα 50 μl του διαλύματος προστέθηκε σε 2950 μl διαλύματος του αντιδραστηρίου DPPH 100μM σε μεθανόλη. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι, και ακριβώς 30 λεπτά μετά την προσθήκη του διαλύματος μετρήθηκε η μείωση της απορρόφηση του διαλύματος στα 517 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Σαν μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε διάλυμα 50 μl μεθανόλης σε 2950 μl μεθανολικού διαλύματος DPPH. Η πρότυπη καμπύλη αναφοράς πραγματοποιήθηκε με μέτρηση της απορρόφησης διαλυμάτων γνωστής συγκέντρωσης ασκορβικού οξέος (0,20,005 mg/ml). Τα δεδομένα των μετρήσεων εκφράστηκαν ως mg ασκορβικού οξέος (AEAC) ανά 100 g ν.β. 25

42 Η σύγκριση των δεδομένων παραγωγής CO2 και αιθυλενίου, πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± τυπικό σφάλμα (Τ.Σ.). Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων του κιτρινίσματος, του χρώματος, της χλωροφύλλης και της σύστασης των φύλλων πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος. 2.4 Αποτελέσματα Κατά την έναρξη τη συντήρησης στα νεαρά φύλλα καταγράφηκε υψηλότερη παραγωγή CO2 (489 mg CO2 kg-1 h-1) σε σχέση με τα πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα φύλλα (371 και 367 mg CO2 kg-1 h-1, αντίστοιχα) (Σχ. 2.1A). Η παραγωγή CO2 των φύλλων όλων των ηλικιών μειώθηκε σημαντικά μετά από 2 ημέρες συντήρησης αλλά κατόπιν καταγράφηκαν πολύ μικρές μεταβολές χωρίς σημαντικές διαφορές μεταξύ των ηλικιών. Κατά την έναρξη της συντήρησης στα νεαρά φύλλα καταγράφηκε η υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου (2,68 μl kg-1 h-1) και στα ώριμα η μικρότερη (1,44 μl kg-1 h-1) (Σχ. 2.1B). Η παραγωγή αιθυλενίου των φύλλων όλων των ηλικιών έφτασε στο μέγιστο την 1 η ημέρα συντήρησης (5,32, 3,94 and 3,22 μl kg-1 h-1 στα νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα φύλλα, αντίστοιχα) και κατόπιν μειώθηκε ταχύτατα μέχρι την 4η ημέρα συντήρησης, οπότε παρατηρήθηκαν τιμές περίπου ίσες με το 32, 21 και 12% των μέγιστων τιμών που παρατηρήθηκαν προηγουμένως για τα νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα φύλλα, αντίστοιχα. Στα νεαρά φύλλα παρατηρήθηκε υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου από τα πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα φύλλα σε ολόκληρη την διάρκεια συντήρησης. Στα φύλλα όλων των ηλικιών, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση του κιτρινίσματος (Σχ. 2.2) και της παραμέτρου C* του χρώματος (Πίνακας 2.1) μετά από 10 ημέρες συντήρησης οπότε ο βαθμός κιτρινίσματος ήταν περίπου 3, που θεωρείται ως τέλος της διάρκειας της ζωής στο ράφι. Κατά τη συγκομιδή, η ηλικία του φύλλου δεν επέδρασε σημαντικά στην περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη καθώς και στο χρώμα (Πίνακας 2.1). Μετά από 10 ημέρες συντήρησης, στα ώριμα φύλλα καταγράφηκε σημαντική μείωση της περιεκτικότητα τους σε χλωροφύλλη α, ολική χλωροφύλλη και της παραμέτρου Hue του χρώματος αλλά αύξηση 26

43 της παραμέτρου L* του χρώματος. Δεν μεταβλήθηκαν σημαντικά οι παραπάνω παράμετροι στα νεαρά και πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα. Η παράμετρος C* του χρώματος αυξήθηκε σημαντικά στα φύλλα όλων των ηλικιών. Επιπλέον, η ηλικία δεν διαφοροποίησε τα φύλλα όσον αφορά την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β και ολική), στο τέλος της διάρκειας συντήρησης. Κατά τη συγκομιδή, παρατηρήθηκε ότι η ηλικία του φύλλου επέδρασε σημαντικά στην περιεκτικότητα σε νιτρικά ιόντα, ΔΣΣ και ολικές διαλυτές φαινόλες (Πίνακας 2.2). Στα νεαρά φύλλα καταγράφηκαν περισσότερα ΔΣΣ και ολικές διαλυτές φαινόλες και λιγότερα νιτρικά ιόντα από τα πλήρως ανεπτυγμένα και τα ώριμα φύλλα, τα οποία όμως δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους (Πίνακας 2.2). Στο τέλος της συντήρησης, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στην περιεκτικότητα σε ολικές διαλυτές φαινόλες στα φύλλα όλων των ηλικιών, ενώ στα πλήρως ανεπτυγμένα και στα νεαρά φύλλα διαπιστώθηκε σημαντική μείωση στην περιεκτικότητα σε νιτρικά ιόντα και ΔΣΣ, αντίστοιχα (Πίνακας 2.2). Η ηλικία του φύλλου και η διάρκεια συντήρησης δεν επέδρασαν όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ και στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 2.2). 2.5 Συζήτηση Κατά τη συγκομιδή, τα επίπεδα των ΔΣΣ, των ολικών διαλυτών φαινολών και των νιτρικών ιόντων διαφοροποιούνταν μεταξύ νεαρών και παλαιών φύλλων (Πίνακας 2.2). Στα νεαρά φύλλα που αποτελούνται κυρίως από ανώριμους ιστούς, καταγράφηκε εντονότερη αναπνοή από τα παλαιότερα πριν από την έναρξη της συντήρησης (Σχ. 2.1Α), γεγονός που προφανώς συνδέεται με τα περισσότερα ΔΣΣ. Η υπεροχή των παλαιών φύλλων σε νιτρικά ιόντα είναι δικαιολογημένη, δεδομένου ότι πάντοτε τα παλαιότερα τμήματα σε ένα φυτό περιέχουν περισσότερα νιτρικά ιόντα από τα νεώτερα (Corré και Breimer, 1979). Στη ρόκα, η επίδραση της ηλικίας στη χλωροφύλλη των φύλλων ήταν μη σημαντική (Πίνακας 2.1), σε αντίθεση με τα ώριμα φύλλα του Corchorus olitorius L,. που περιείχαν περισσότερη χλωροφύλλη από τα νεαρά (Tulio κ.ά., 2002). Με εξαίρεση την 1η ημέρα συντήρησης, τις υπόλοιπες 9 ημέρες δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην παραγωγή CO2 και στο κιτρίνισμα σε φύλλα διαφορετικής ηλικίας (Σχ. 2.1Α). Είναι γνωστό ότι ο βαθμός φθαρτότητας των συγκομισμένων προϊόντων είναι ανάλογος του ρυθμού αναπνοής (Kader, 1985; Watada κ.ά., 1996). Η υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου που καταγράφηκε σε ολόκληρη τη διάρκεια της 27

44 συντήρησης των νεαρών φύλλων σε σύγκριση με τα πλήρως ανεπτυγμένα και τα ώριμα (Σχ. 2.1Β), δεν συνοδεύτηκε από αντίστοιχα μεγαλύτερες απώλειες σε χλωροφύλλη ή εντονότερο κιτρίνισμα αυτών των φύλλων. Το αποτέλεσμα αυτό υποδηλώνει ότι το ενδογενές αιθυλένιο δεν επηρεάζει το κιτρίνισμα της ρόκας, που οφείλεται στη διάσπαση της χλωροφύλλης. Είναι γνωστό ότι το ενδογενές αιθυλένιο επιταχύνει το γηρασμό των φύλλων σε μερικά, αλλά όχι σε όλα τα είδη (Mattoo και Aharoni, 1988; Able κ.ά., 2003; 2005) και ότι ο γηρασμός εκφράζεται κυρίως ως κιτρίνισμα που συνδέεται με την διάσπαση της χλωροφύλλης. 2.6 Συμπεράσματα Η ηλικία του φύλλου της ρόκας επέδρασε σημαντικά στα επίπεδα των ΔΣΣ, των ολικών διαλυτών φαινολών και των νιτρικών ιόντων και στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου κατά τη συγκομιδή καθώς και στην παραγωγή αιθυλενίου μετασυλλεκτικά. Ωστόσο η επίδραση της ηλικίας του φύλλου στο ενδογενές αιθυλένιο δεν ήταν σημαντική για τη μετασυλλεκτική ποιότητα των φύλλων. Η πιο σημαντική ποιοτική μεταβολή μετασυλλεκτικά, ήταν η διάσπαση της χλωροφύλλης με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα των φύλλων της ρόκας. 28

45 Νεαρά Πλήρως ανεπτυγμένα 500 Ώριμα A -1-1 Παραγωγή CO2 (mg kg h ) B Παραγωγή C2H4 (μl kg h ) Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 2.1. Παραγωγή CO2 (A) και αιθυλενίου (B) φύλλων ρόκας διαφορετικής ηλικίας (νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα, ώριμα) κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 10oC. Η κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 29

46 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 0η ημέρα ΕΣΔ 5% 10η ημέρα Νεαρά Πλήρως ανεπτυγμένα Ώριμα Σχήμα 2.2. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας διαφορετικής ηλικίας (νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα) πριν τη συντήρηση (0η ημέρα) και μετά από 10 ημέρες στους 10oC (10η ημέρα). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή αντιστοιχεί στη βαθμολογία του κιτρινίσματος 3, η οποία θεωρείται ως τέλος της ζωής στο ράφι. Πίνακας 2.1. Οι παράμετροι του χρώματος (L*, Ho, C*) και η περιεκτικότητα χλωροφύλλης (α, β και ολική) φύλλων ρόκας πριν τη συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 10 ημέρες στους 10oC (10η ημέρα), όπως επηρεάστηκαν από την ηλικία του φύλλου (νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα). Ηλικία Διάρκεια φύλλου Νεαρά συντήρησης L* Χρόνος bcd Πλήρως ανεπτυγμένα 10η ημέρα Χρόνος 0 Ώριμα H z,y o C* Χλωροφύλλη α Χλωροφύλλη β Χλωροφύλλη ολική (μg/g ν.β.) (μg/g ν.β.) (μg/g ν.β.) ab b 0.85 a 0.19 a 1.04 a ab cd bc ab a b 0.61 ab 0.84 a 0.15 a 0.17 a 0.75 ab 1.01 a 10η ημέρα Χρόνος abc d abc a a b 0.55 ab 0.86 a 0.14 a 0.18 a 0.69 ab 1.03 a 10η ημέρα a c a 0.36 b 0.10 a 0.45 b z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανοτητας

47 Πίνακας 2.2. Ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, διαλυτά στερεά συστατικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) φύλλων ρόκας πριν τη συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 10 ημέρες στους 10oC, όπως επηρεάστηκαν από την ηλικία του φύλλου (νεαρά, πλήρως ανεπτυγμένα και ώριμα). Ηλικία φύλλου Νεαρά Ασκορβικό οξύ Νιτρικά Διάρκεια συντήρησης (mg/100g ν.β.) (mg/g ν.β.) ΔΣΣ (Brix %) Φαινόλες (GAE/g ν.β.) DPPH (AEAC/100g ν.β.) z,y ab b 7.63 a 2.80 a a Πλήρως ανεπτυγμένα 10 ημέρα Χρόνος b a b a 6.53 b 6.77 b 2.00 b 2.06 b ab b Ώριμα 10η ημέρα Χρόνος ab ab b a 6.70 b 6.67 b 1.71 c 2.03 b ab ab 10η ημέρα ab a 6.30 b 1.65 c b Χρόνος 0 η z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανοτητας

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟΎ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 3.1 Περίληψη Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας με κομμένο μίσχο, μήκους cm, τεμαχίσθηκαν σε δύο κομμάτια των 7 cm έκαστο ή σε 4 ισομεγέθη των 3,5 cm. Στη συνέχεια τα φύλλα, ολόκληρα και τεμαχισμένα, συντηρήθηκαν στους 8oC σε ανοιχτό σύστημα συνεχούς ροής αέρα για τον προσδιορισμό της παραγωγής CO2 και αιθυλενίου, καθώς και σε συνθήκες ΤΑ, όπου προσδιορίστηκαν το κιτρίνισμα, το χρώμα και η χημική σύσταση τους. Σε ολόκληρη την διάρκεια συντήρησης δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των τριών διαφορετικών μεταχειρίσεων τεμαχισμού των φύλλων στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου, ούτε και στη συγκέντρωση CO2 και αιθυλενίου στην αέρια φάση των συσκευασιών με ημιπερατή μεμβράνη. Στα φύλλα, ολόκληρα και τεμάχια ανεξαρτήτως μεγέθους, καταγράφηκε προοδευτική αύξηση του κιτρινίσματος μέχρι και την 14η ημέρα συντήρησης, χωρίς όμως σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων τεμαχισμού, όσον αφορά τις παραμέτρους του χρώματος (L*, C* και Hue) και την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β, ολική). Η περιεκτικότητα των φύλλων σε ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ΔΣΣ, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα δεν επηρεάστηκε από τον διαφοροποιημένο βαθμό τραυματισμού που προέκυψε από τον τρόπο τεμαχισμού αλλά υπήρξαν μόνο περιορισμένες διαφορές, πιθανόν λόγω παραλλακτικότητας των δειγμάτων. 3.2 Εισαγωγή Ένα άμεσο αποτέλεσμα του τραυματισμού που απαιτείται για την προετοιμασία των νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών, είναι η επαγωγή διαφόρων φυσιολογικών και βιοχημικών μεταβολών που επηρεάζουν την φθαρτότητα του προϊόντος (Salveit, 1997). Η αμεσότερη και σημαντικότερη αντίδραση των φυτικών ιστών στο τραυματισμό είναι η αύξηση της αναπνοής και του ρυθμού παραγωγής αιθυλενίου. Η αύξηση της αναπνοής, άλλοτε είναι μικρή και πρόσκαιρη π.χ. στο μαρούλι, και άλλες φορές σημαντική και συνεχής π.χ. στην πατάτα (Salveit, 2003). Επίσης, ο τραυματισμός ενεργοποιεί το 32

49 μονοπάτι βιοσύνθεσης του αιθυλενίου σε πολλά είδη φυτικών ιστών (Abeles κ.ά., 1992). Ωστόσο, δεν ανταποκρίνονται όλοι οι φυτικοί ιστοί στο τραυματισμό με αύξηση του ρυθμού παραγωγής του αιθυλενίου. Πολλοί ιστοί που βρίσκονται στο στάδιο ανάπτυξης τους ή είναι ανώριμοι (π.χ. στο μπρόκολο, λάχανο, σέλινο και μαρούλι) παράγουν μικρές ποσότητες αιθυλενίου και ο τραυματισμός τους προκαλεί μια πολύ μικρή και παροδική αύξηση του ρυθμού παραγωγής του (Salveit, 2003). Ενδεχόμενη αύξηση της παραγωγής αιθυλενίου μετά από τραυματισμό στη ρόκα, μπορεί να οδηγήσει στη έκθεση των φύλλων σε επίπεδα αιθυλενίου επιζήμια για την διατήρηση του πράσινου χρώματος. Όμως, δεν υπάρχουν δεδομένα στην βιβλιογραφία που αφορούν την επίδραση του τραυματισμού στη ρόκα και συγκεκριμένα στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου. Η ρόκα (Eruca sativa Mill.) είναι ένα λαχανικό με σημαντική διατροφική αξία καθώς είναι πλούσια πηγή ασκορβικού οξέος και φαινολικών ουσιών (κεφάλαιο 2, σελ. 30), όμως οι απώλειες των φρούτων και λαχανικών σε ουσίες με υψηλή διατροφική αξία μπορούν να επιταχυνθούν όταν αυτοί τραυματίζονται (Klein, 1987). Ο τραυματισμός των περισσοτέρων λαχανικών (καρότου, σέλινου, πατάτας, κολοκυθιού, και λευκού λάχανου) προκαλεί σημαντική μείωση του ασκορβικού οξέος που περιέχουν (Lee και Kader, 2000; Reyes κ.ά., 2007), με ορισμένες εξαιρέσεις (γλυκοπατάτας, ραπανακιού, κόκκινου λάχανου) (Reyes κ.ά., 2007). Σε αντίθεση με τα παραπάνω, ο τραυματισμός μπορεί να επάγει τη σύνθεση φαινολικών ουσιών, γεγονός σημαντικό από διατροφική άποψη (Salveit, 1997), και επίσης μπορεί να αυξήσει την αντιοξειδωτική ικανότητα διαφόρων λαχανικών όπως καρότου και μαρουλιού (Kang και Salveit, 2002). Οι Reyes κ.ά. (2007) αναφέρουν σημαντική μείωση ή αύξηση των φαινολικών ουσιών και της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας κατά τη συντήρηση εξαιτίας του τραυματισμού, ανάλογα με το είδος του φυτικού ιστού. Ωστόσο, δεν υπάρχουν πληροφορίες στη βιβλιογραφία σχετικά με τη διατήρηση των βιταμινών και γενικότερα τη χημική σύσταση των φύλλων ρόκας κατά τη συντήρηση μετά από τραυματισμό. Σκοπός του πειράματος αυτού ήταν να διερευνηθεί η επίδραση του βαθμού τραυματισμού στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου καθώς και στο κιτρίνισμα και τη σύσταση φύλλων ρόκας κατά τη συντήρηση σε συνθήκες ΤΑ. 3.3 Υλικά και μέθοδοι Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 11/2/2005 από πειραματική καλλιέργεια στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης όπου ακολουθήθηκαν οι συνήθεις καλλιεργητικές πρακτικές, και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν 33

50 αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Τα φύλλα τεμαχίστηκαν στο σημείο που άρχιζε το έλασμα, μήκος cm, και ακολούθως ή δεν τεμαχίσθηκαν περαιτέρω ή τεμαχίσθηκαν σε δύο κομμάτια των 7 cm έκαστο ή σε 4 ισομεγέθη των 3,5 cm. Ακολούθως εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο) και στέγνωσαν σε διηθητικό χαρτί. Στη συνέχεια φύλλα από όλες τις παραπάνω κατηγορίες, τοποθετήθηκαν σε ψυγείο στους 8oC σε ανοιχτό σύστημα και σε συνθήκες ΤΑ. Στο ανοιχτό σύστημα τοποθετήθηκαν 12 φύλλα σε γυάλινη φιάλη 3 l σε σύστημα συνεχούς ροής αέρα (12 ml min-1) εμπλουτισμένου με υγρασία. Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις (φιάλες). Για την δημιουργία συνθηκών ΤΑ 12 φύλλα τοποθετήθηκαν σε πλαστικά δοχεία διαστάσεων 16x11x3,5 cm Τα δοχεία καλύφθηκαν με ημιπερατή μεμβράνη πάχους 16 μm (Fabbri Arti Grafiche S.R.L-Vignola, Modena, Italy). Η επιφάνεια της μεμβράνης του κάθε δοχείου ήταν 234 cm2. Η μεμβράνη είχε περατότητα στο O2 και CO2, 583 και 1750 ml.m-2.h-1.atm-1 αντίστοιχα, ενώ η περατότητα στην υγρασία του αέρα ήταν 14.6 g.m-2.h-1.atm-1 στους 39oC και σχετική υγρασία 90% (η περατότητα της μεμβράνης μετρήθηκε από τον κατασκευαστή). Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 δοχεία. Η διάρκεια του κάθε πειράματος ήταν 14 ημέρες. Στο ανοιχτό σύστημα προσδιορίστηκε η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου των 3 μεταχειρίσεων τεμαχισμού των φύλλων. Η μέτρηση του CO2 και του αιθυλενίου περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22 Κατά την διάρκεια του πειράματος σε ΤΑ, προσδιορίστηκε η συγκέντρωση του CO2 και του αιθυλενίου στην αέρια φάση της συσκευασίας. Στην αρχή, τη μέση (7η ημέρα) και το τέλος του πειράματος (14η ημέρα), πραγματοποιήθηκε οπτική εκτίμηση του κιτρινίσματος όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Επίσης μετρήθηκε το χρώμα όπως περιγράφεται επίσης στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Από τα συγκεκριμένα σημεία που μετρήθηκε το χρώμα ελήφθησαν δίσκοι διαμέτρου 9mm και προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και β καθώς και η ολική χλωροφύλλη, όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ

51 Επίσης στην αρχή, τη μέση (7η ημέρα) και το τέλος (14η ημέρα) του πειράματος σε συνθήκες ΤΑ προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα των φύλλων σε ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, όπως αυτά περιγράφονται στο κεφάλαιο 2, σελ Η σύγκριση των αποτελεσμάτων για την αναπνοή, το ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου καθώς και των συγκεντρώσεων CO2 και αιθυλενίου στην αέρια φάση της συσκευασίας πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων του κιτρινίσματος, του χρώματος, της χλωροφύλλης και της σύστασης των φύλλων πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο, με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος. 3.4 Αποτελέσματα Ο ρυθμός παραγωγής CO2 στα φύλλα και των τριών μεταχειρίσεων τεμαχισμού μειώθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια των πρώτων τριών ημερών συντήρησης, ενώ κατόπιν παρέμεινε σταθερός με μικρές μεταβολές (Σχ. 3.1Α). Σε ολόκληρη τη διάρκεια συντήρησης δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των ολόκληρων και τεμαχισμένων φύλλων. Ο ρυθμός παραγωγής αιθυλενίου στα φύλλα ανεξάρτητα από τη μεταχείριση τεμαχισμού αυξήθηκε μέχρι την 4η ημέρα συντήρησης, ενώ κατόπιν μειώθηκε προοδευτικά μέχρι την 10η ημέρα και ακολούθως παρέμεινε σταθερός (Σχ. 3.1Β). Σε όλη την διάρκεια συντήρησης των 14 ημερών δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων τεμαχισμού. Όσον αφορά τη συγκέντρωση CO2 στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη, η μέγιστη τιμή της καταγράφηκε μετά από μια ημέρα συντήρησης σε όλες τις μεταχειρίσεις, ενώ κατόπιν μειώθηκε προοδευτικά έως την 4η ημέρα οπότε και σταθεροποιήθηκε με μικρές διακυμάνσεις στα επίπεδα του 1,2% (Σχ. 3.2Α). Στις μεταχειρίσεις τεμαχισμού των φύλλων δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ τους, όσον αφορά τη συγκέντρωση του CO2. 35

52 Η συγκέντρωση του αιθυλενίου στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη, αυξήθηκε τις πρώτες ημέρες συντήρησης φθάνοντας το μέγιστο της τιμής της την 4η ημέρα (Σχ. 3.2Β). Από την 4η ημέρα μέχρι το τέλος της συντήρησης, η συγκέντρωση του αιθυλενίου μειώνονταν συνεχώς. Σε όλη την διάρκεια συντήρησης δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στη συγκέντρωση αιθυλενίου μεταξύ των ολόκληρων και τεμαχισμένων φύλλων. Στα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων καταγράφηκε μια προοδευτική αύξηση του κιτρινίσματος μέχρι και την 14η ημέρα συντήρησης τους, χωρίς σημαντικές διαφορές μεταξύ τους (Σχ. 3.3). Την τελευταία ημέρα συντήρησης σε όλα τα φύλλα (ολόκληρα και τεμαχισμένα) παρατηρήθηκε ότι ξεπέρασαν τη βαθμολογία 3 που είναι το όριο πάνω από το οποίο το προϊόν θεωρείται μη εμπορεύσιμο. Η επίδραση του μεγέθους των τεμαχίων των φύλλων στο κιτρίνισμα, καταγράφηκε στις μεταβολές των παραμέτρων του χρώματος καθώς και στην περιεκτικότητα τους σε χλωροφύλλη. Οι παράμετροι L* και C* του χρώματος αυξήθηκαν σημαντικά την 14η ημέρα συντήρησης ενώ μειώθηκε η γωνία Hue (Σχ. 3.4Α, Β & Γ) και η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β και ολική) για τα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων χωρίς σημαντικές διαφορές λόγω διαφορετικών μεγεθών των τεμαχίων των φύλλων (Πίνακας 3.1). Η περιεκτικότητα των φύλλων σε νιτρικά ιόντα και ασκορβικό οξύ δεν επηρεάστηκε από το μέγεθος των τεμαχίων των φύλλων και από την διάρκεια συντήρησης (Πίνακας 3.2). Τα ΔΣΣ μετρήθηκαν ότι ήταν σημαντικά χαμηλότερα σε φύλλα όλων των μεταχειρίσεων σε σχέση με το χρόνο 0, με εξαίρεση τα ολόκληρα φύλλα την 14η ημέρα. Επίσης την 14η ημέρα συντήρησης μετρήθηκαν χαμηλότερα ΔΣΣ για τα φύλλα τεμαχισμένα σε 4 τεμάχια σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις τεμαχισμού (Πίνακας 3.2). Οι ολικές διαλυτές φαινόλες δεν παρουσίασαν διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων, ενώ την τελευταία ημέρα συντήρησης ήταν σημαντικά χαμηλότερες σε σχέση με την αρχική τιμή σε όλες τις μεταχειρίσεις (Πίνακας 3.2). Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα των φύλλων επηρεάστηκε σημαντικά από τη συντήρηση δεδομένου ότι μειώθηκε την 7η και 14η ημέρα σε σχέση με αρχική τιμή σε όλες τις μεταχειρίσεις (Πίνακας 3.2). Όμως, την 14η ημέρα παρατηρήθηκε σημαντικά μεγαλύτερη τιμή συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας για τα φύλλα που τεμαχίστηκαν σε 4 ισομεγέθη τεμάχια σε σχέση με τα ολόκληρα και τα τεμαχισμένα σε 2 ισομεγέθη τεμάχια. 3.5 Συζήτηση 36

53 Καμία σημαντική διαφορά δεν παρατηρήθηκε μεταξύ των μεταχειρίσεων τεμαχισμού όσον αφορά το ρυθμό παραγωγής CO2 και αιθυλενίου κατά τη συντήρηση στο ανοιχτό σύστημα, αλλά και στις συγκεντρώσεις των δύο αυτών αερίων στην αέρια φάση των συσκευασιών με ημιπερατή μεμβράνη. Επίσης, δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων όσον αφορά το κιτρίνισμα, όπως προέκυψε από τις μετρήσεις του χρώματος και της χλωροφύλλης. Όπως είναι γνωστό η φθαρτότητα των οπωροκηπευτικών προϊόντων συνδέεται με το ρυθμό αναπνοής (Kader, 1985). Όσον αφορά το ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου, προηγούμενα αποτελέσματα διαπιστώνουν ένα μη σημαντικό ρόλο του ενδογενούς αιθυλενίου σε πολλά προϊόντα (Salveit, 1999) αλλά και στη ρόκα (κεφάλαιο 2, σελ. 27). Αντίστοιχα, δεδομένα που καταγράφουν την απουσία επίδρασης του τραυματισμού στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου αναφέρθηκαν για το μαρούλι, λάχανο και σέλινο (Salveit, 2003). Το διαφορετικό μέγεθος των τεμαχίων των φύλλων που καθόρισε και το βαθμό τραυματισμού τους, δεν επηρέασε την περιεκτικότητα τους σε ασκορβικό οξύ και νιτρικά ιόντα (Πίνακας 3.2). Όμως, σημαντική μείωση της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, λόγω του τραυματισμού, μετά από 2 ημέρες στους 15oC αναφέρθηκε για το καρότο, το σέλινο, την πατάτα και το λευκό λάχανο, ενώ αντίθετα δεν επηρεάστηκε η περιεκτικότητα του σε ρεπανάκι, γλυκοπατάτα και κόκκινο λάχανο (Reyes κ.ά., 2007). Επομένως, μπορεί να διατυπωθεί η άποψη ότι το είδος του ιστού διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην περιεκτικότητα του σε ασκορβικό οξύ μετά από τραυματισμό κατά τη συντήρηση που ακολουθεί. Η περιεκτικότητα των φύλλων της ρόκας σε ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα δεν διαφοροποιήθηκε μεταξύ των μεταχειρίσεων, αλλά αμφότερες οι παράμετροι ήταν σημαντικά χαμηλότερες από τα αρχικά τους επίπεδα την 14η ημέρα, και από την 7η ημέρα, όσον αφορά τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 3.2). Τα βιβλιογραφικά δεδομένα όσον αφορά την επίδραση του τραυματισμού των ιστών στις φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα είναι αντικρουόμενα. Αυξημένες φαινόλες και αντιοξειδωτική ικανότητα μετά από τραυματισμό έχει αναφερθεί για το καρότο, μαρούλι, σέλινο, λάχανο και γλυκοπατάτα (Kang και Salveit, 2002), ενώ απουσία μεταβολών ή μείωση έχει αναφερθεί για ρεπανάκι, πατάτα, κολοκυθάκι και κόκκινο λάχανο (Reyes κ.ά., 2007). Οι Reyes κ.ά. (2007) διαπίστωσαν ότι ορισμένα είδη (μαρούλι, καρότο, σέλινο) με χαμηλή περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ (έως 3,5 mg/100 g), περιείχαν αντίστοιχα και χαμηλή συγκέντρωση φαινολών (έως 0,52 mg/g) ενώ ο τραυματισμός τους οδήγησε σε αύξηση των φαινολών. Αντίθετα σε ορισμένα είδη 37

54 (πατάτα, κολοκυθάκι, ραπανάκι, λάχανο άσπρο και κόκκινο) με υψηλή περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ (5-60 mg/100 g) και υψηλή συγκέντρωση φαινολών (0,6-2 mg/g), ο τραυματισμός τους οδήγησε σε μείωση των φαινολών τους. Η ρόκα με βάση τις παραπάνω τιμές ανήκει στην κατηγορία των ειδών με υψηλές συγκεντρώσεις ασκορβικού οξέος (104,5 mg/100 g) και φαινολών (1,58 mg/g), ενώ μειώθηκε η περιεκτικότητα της σε φαινόλες μετά από τραυματισμό. Η υπόθεση που προτείνεται από τους Reyes κ.ά. (2007), είναι ότι οι ιστοί με υψηλή περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ έχουν την δυνατότητα να ελέγξουν με αυτό τις ενεργές μορφές οξυγόνου, και για το λόγο αυτό οι φαινόλες που συνθέτονται χρησιμοποιούνται για άλλους σκοπούς (π.χ. σύνθεση φελλού). 3.6 Συμπεράσματα Η επίδραση του τραυματισμού λόγω τεμαχισμού των φύλλων, δεν ήταν σημαντική στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου καθώς και στην ποιότητα (χρώμα) φύλλων ρόκας σε συνθήκες ΤΑ. Η περιεκτικότητα των φύλλων σε ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ΔΣΣ, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα δεν επηρεάστηκε από τον διαφορετικό βαθμό τραυματισμού που προέκυψε από τον βαθμό τεμαχισμού των φύλλων, αλλά υπήρξαν μεμονωμένες διαφορές πιθανόν λόγω παραλλακτικότητας των δειγμάτων. Α Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη Παραγωγή CO2 (mg kg h ) Παραγωγή C2H4 (μl kg h ) 0 1,8 Β 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Διάρκεια συντήρησης (ημέρες)

55 Σχήμα 3.1. Παραγωγή CO2 (A) και αιθυλενίου (B) φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Α Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη CO2 (%) Β 0,5-1 C2H4 (μl l ) 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 3.2. Συγκέντρωση CO2 (A) και αιθυλενίου (B) στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 39

56 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη 4 3 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 3.3. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 40

57 41

58 50 Α Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη L* ΕΣΔ 5% Β C* ΕΣΔ 5% Γ H o ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα Οι παράμετροι του χρώματος L* (Α), C* (Β) και Ho (Γ) φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 42

59 Πίνακας 3.1. Η περιεκτικότητα χλωροφύλλης (α, β και ολική) φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Χλωροφύλλη α (μg/g ν.β.) Μεταχείριση Χλωροφύλλη β (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη ολική (μg/g ν.β.) Χρόνος 0 z,y 0.82 a 0.22 a 1.04 a 7η ημέρα Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη 0.81 ab 0.76 a 0.77 ab 0.18 a 0.18 a 0.18 a 0.99 b 0.94 cd 0.95 d 14η ημέρα Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη Τεμαχισμένα σε 4 μέρη 0.64 ab 0.68 ab 0.64 b 0.19 a 0.22 a 0.21 a 0.83 ab 0.90 b 0.85 c z y Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητα 0,05 Πίνακας 3.2. Ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ΔΣΣ, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα φύλλων ρόκας διαφορετικού μεγέθους τεμαχισμού (ακέραια, τεμαχισμένα σε 2 ίσα μέρη, τεμαχισμένα σε 4 ίσα μέρη) κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Νιτρικά (mg/g ν.β.) a ΔΣΣ (Brix %) 8.23 a Φαινόλες DPPH (GAE/g ν.β.) (AEAC/100g ν.β.) 1.58 a a 7η ημέρα ab Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη a Τεμαχισμένα σε 4 μέρη ab a a a 7.43 b 7.30 b 7.22 b 1.55 ab 1.45 abc 1.44 bc c c bc 14η ημέρα ab Ακέραια Τεμαχισμένα σε 2 μέρη ab Τεμαχισμένα σε 4 μέρη b a a a 7.83 ab 7.43 b 6.70 c 1.44 bc 1.43 bc 1.39 c c c b Μεταχείριση Χρόνος 0 Ασκορβικό οξύ (mg/100g ν.β.) bz,y z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΊΑΣ ΣΥΝΤΉΡΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 4.1 Περίληψη Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας με κομμένο μίσχο, μήκους cm, συντηρήθηκαν για 14 ημέρες σε 3 θερμοκρασίες (0, 5 και 10oC) και προσδιορίστηκαν το χρώμα, η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη, ο βαθμός κιτρινίσματος, η χημική σύσταση, και η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου. H πιο σημαντική μεταβολή κατά την διάρκεια συντήρησης των φύλλων ήταν η διάσπαση της χλωροφύλλης με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα των φύλλων. Αυτή η διεργασία μειώθηκε σημαντικά κατά την συντήρηση των φύλλων σε χαμηλές θερμοκρασίες (0 και 5oC). Στα φύλλα της ρόκας που συντηρήθηκαν στους 0oC καταγράφηκε διάρκεια ζωής στο ράφι 16 ημέρες, ενώ στους 5oC παρατηρήθηκε μικρή υποβάθμιση της ποιότητας και η ζωή στο ράφι μειώθηκε κατά 3 ημέρες. Στους 10oC η ποιότητα των φύλλων υποβαθμίστηκε ταχύτατα και η ζωή στο ράφι ήταν μόνο 8 ημέρες. 4.2 Εισαγωγή Η συντήρηση των ακέραιων ή νωπών τεμαχισμένων φρούτων και λαχανικών στην κατάλληλη θερμοκρασία είναι ο σημαντικότερος παράγοντας για την διατήρηση της ποιότητας και του περιορισμού των απωλειών μετασυλλεκτικά (Σφακιωτάκης, 1995; Brecht, 1995; Watada κ.ά., 1996; Kader, 2002). Τα φύλλα της ρόκας μετά την συγκομιδή πρέπει να συντηρούνται στους 0oC και σε υψηλή σχετική υγρασία (95 to 100%) (Cantwell, 2001). Παρόλο που η επιθυμητή θερμοκρασία συντήρησης για τα περισσότερα νωπά τεμαχισμένα λαχανικά είναι 0oC, σε πολλές περιπτώσεις προετοιμάζονται, μεταφέρονται και συντηρούνται στους 5oC και σε ορισμένες περιπτώσεις σε ακόμα υψηλότερες θερμοκρασίες, όπως 10oC (Watada κ.ά., 1996). Σημαντική επίδραση της θερμοκρασίας συντήρησης βρέθηκε στην αναπνοή νωπών τεμαχισμένων προϊόντων με υψηλότερες τιμές αναπνοής στις υψηλότερες θερμοκρασίες (10 και 20oC) (Watada κ.ά., 1996; Tulio κ.ά., 2002). Είναι γνωστό ότι ο βαθμός φθαρτότητας των οπωροκηπευτικών προϊόντων είναι ανάλογος του ρυθμού αναπνοής τους (Kader, 1985). Η συντήρηση σε χαμηλές θερμοκρασίες περιόρισε σημαντικά την υποβάθμιση της ποιότητας λόγω κιτρινίσματος σε 44

61 νωπό τεμαχισμένο πακ-τσόι και Corchorus olitorius L. (Tulio κ.ά., 2002; Able κ.ά., 2005). Οι διαθέσιμες πληροφορίες για τη ρόκα περιορίζονται στον προσδιορισμό του ρυθμού αναπνοής σε διάφορες θερμοκρασίες (Peiris κ.ά., 1997). Αφού η ρόκα είναι προϊόν με έντονη αναπνοή (κεφάλαιο 2, σελ. 28 και κεφάλαιο 3, σελ. 37) η συντήρηση των φύλλων της σε χαμηλές θερμοκρασίες αναμένονταν να επηρεάσει θετικά την διατήρηση της ποιότητας. Ο σκοπός του πειράματος αυτού ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας συντήρησης στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου και στην ποιότητα φύλλων ρόκας. 4.3 Υλικά και μέθοδοι Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 4/2/2006 από πειραματική καλλιέργεια στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης όπου ακολουθήθηκαν οι συνήθεις καλλιεργητικές πρακτικές, και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ακολούθησε κοπή των μίσχων στο σημείο που άρχιζε το έλασμα (τελικό μήκος φύλλου 14 cm) και τα επιλεγμένα φύλλα αφού εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο) για 60 sec στέγνωσαν σε διηθητικό χαρτί. Στην συνέχεια, τα φύλλα διατηρήθηκαν στο σκοτάδι σε 3 θερμοκρασίες (0, 5 και 10oC) σε συνθήκες υψηλής σχετικής υγρασίας (>95%) για 14 ημέρες. Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις με 12 φύλλα σε κάθε επανάληψη. Στις τρεις θερμοκρασίες συντήρησης προσδιορίστηκε η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου των φύλλων ανά 1-2 ημέρες, σε δείγματα 1 ml αέρα που ελήφθησαν από γυάλινες φιάλες 2 l όπου τοποθετούνταν τα φύλλα για 2,5 ώρες, 1,5 ώρα ή 50 min στις θερμοκρασίες, 0, 5 και 10oC αντίστοιχα. Η μέτρηση του CO2 και του αιθυλενίου πραγματοποιήθηκε όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Σε τακτά χρονικά διαστήματα κατά την διάρκεια του πειράματος (κάθε 3-4 ημέρες) πραγματοποιήθηκε οπτική εκτίμηση του κιτρινίσματος όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Με βάση την οπτική αξιολόγηση, εκτιμήθηκε η διάρκεια ζωής στο ράφι του προϊόντος (shelf life), με τη χρήση πολυωνυμικών εξισώσεων, όπως περιγράφεται από τους Able κ.ά. (2003). Ως όριο στην αξιολόγηση χρησιμοποιήθηκε η βαθμολογία 3 πάνω από την οποία θεωρήθηκε το προϊόν μη αποδεκτό για κατανάλωση. Επίσης μετρήθηκε το χρώμα όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ

62 Από τα συγκεκριμένα σημεία των φύλλων που μετρήθηκε το χρώμα ελήφθησαν δίσκοι διαμέτρου 9mm και προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και β καθώς και η ολική χλωροφύλλη, όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Στην αρχή και στο τέλος του πειράματος προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα των φύλλων σε ΔΣΣ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, όπως αυτά περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ Η σύγκριση των δεδομένων για την παραγωγή CO2 και αιθυλενίου, πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους των επαναλήψεων ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων του κιτρινίσματος, του χρώματος, της χλωροφύλλης και της χημικής σύστασης των φύλλων πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος. 4.4 Αποτελέσματα Η παραγωγή CO2 στα φύλλα της ρόκας, αυξανόταν καθώς αυξανόταν και η θερμοκρασία συντήρησης, με εξαίρεση τις μετρήσεις της 1ης ημέρας (Σχ. 4.1Α). Σε όλη την διάρκεια συντήρησης των 14 ημερών, οι μέσοι όροι παραγωγής CO2 ήταν 48,6, 78,6 and 117,6 mg CO2 kg-1 h-1 στους 0, 5 και 10oC, αντίστοιχα. Επίσης, η παραγωγή αιθυλενίου στα φύλλα ρόκας, αυξανόταν με την αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης, αλλά μόνο κατά τις 4 πρώτες ημέρες συντήρησης (Σχ. 4.1Β). Οι μέσοι όροι της παραγωγής αιθυλενίου μέχρι και την 4η ημέρα συντήρησης ήταν 0,51, 1,01 και 1,56 μl kg-1 h-1 στους 0, 5 και 10oC, αντίστοιχα. Από την 5η ημέρα η παραγωγή αιθυλενίου μειώθηκε σε επίπεδα χαμηλότερα από τα αρχικά, χωρίς να υπάρχουν διαφορές μεταξύ των θερμοκρασιών συντήρησης. Στα φύλλα ρόκας που συντηρήθηκαν στους 10oC παρατηρήθηκε εντονότερο κιτρίνισμα από τα φύλλα που συντηρήθηκαν στις χαμηλότερες θερμοκρασίες, από την 8 η ημέρα, ενώ στα φύλλα που συντηρήθηκαν στους 5oC παρατηρήθηκε εντονότερο κιτρίνισμα από εκείνα που συντηρήθηκαν στους 0oC από την 11η ημέρα συντήρησης (Σχ. 4.2). Σε όλες τις θερμοκρασίες συντήρησης, η αύξηση του κιτρινίσματος ήταν γραμμική με το χρόνο συντήρησης (0oC: Yellowing = Time, R=0.991, P<0.0011, 5oC: Yellowing 46

63 = Time, R=0.992, P<0.0009, 10oC: Yellowing = Time, R=0.988, P<0.0016). Με βάση τα δεδομένα κιτρινίσματος, η ζωή στο ράφι των φύλλων ρόκας που συντηρήθηκαν στους 0oC, ξεπέρασε τις 16 ημέρες. Με την αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης στους 5 ή 10oC η παραπάνω ζωή στο ράφι μειώθηκε κατά περίπου 3 ή 8 ημέρες, αντίστοιχα (Σχ. 4.3). Στα φύλλα της ρόκας που συντηρήθηκαν στους 10oC παρατηρήθηκαν σημαντικές μεταβολές στις παραμέτρους του χρώματος (αύξηση του L* και C* και μείωση της γωνίας Ho) από την 8η ημέρα συντήρησης, ενώ σε εκείνα που συντηρήθηκαν στους 0 ή 5oC, καταγράφηκε σημαντική ανάλογη μεταβολή, αλλά σε πολύ μικρότερο βαθμό, μόνο μετά την 12η ημέρα συντήρησης (Σχ. 4.4) Η συντήρηση των φύλλων ρόκας στους 0oC διατήρησε τα επίπεδα της χλωροφύλλης α, β και ολικής στα αρχικά τους επίπεδα (Πίνακας 4.1). Αντίθετα, τα φύλλα που συντηρήθηκαν στους 5oC, έχασαν το 19, 13 και 18% της αρχικής τους περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη α, β και ολική, αντίστοιχα, ενώ εκείνα που συντηρήθηκαν στους 10oC έχασαν το 78, 73 και 76% της αρχικής τους περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη α, β και ολική, αντίστοιχα (Πίνακας 4.1). Η θερμοκρασία συντήρησης επέδρασε σημαντικά μόνο στην περιεκτικότητα σε ολικές διαλυτές φαινόλες (Πίνακας 4.2). Τα φύλλα που συντηρήθηκαν στους 10oC, περιείχαν σημαντικά χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ολικές διαλυτές φαινόλες σε σύγκριση με τα φύλλα που συντηρήθηκαν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. 4.5 Συζήτηση Τα φύλλα ρόκας που συντηρήθηκαν στους 0oC διατηρήθηκαν σε καλή κατάσταση (κιτρίνισμα <3) μέχρι και την 14η ημέρα, διατηρώντας το αρχικό τους χρώμα και την αρχική τους περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη, ενώ η εκτιμώμενη ζωή στο ράφι ήταν λίγο μεγαλύτερη από 16 ημέρες. Η συντήρηση των φύλλων στους 5oC διαπιστώθηκε ότι είχε σαν αποτέλεσμα μια σχετικά μικρή υποβάθμιση της ποιότητας, αφού από την 11η ημέρα παρατηρήθηκε εντονότερο κιτρίνισμα από εκείνα που συντηρήθηκαν στους 0oC (Σχ. 4.2), με άμεση συνέπεια, τη μείωση της ζωής στο ράφι κατά 3 ημέρες περίπου. Στο τέλος της περιόδου συντήρησης των 14 ημερών, στα φύλλα που συντηρήθηκαν στους 5oC καταγράφηκε μια σχετικά μικρή απώλεια (13-19%) χλωροφύλλης και μια μικρή μεταβολή στο χρώμα σε σχέση με το χρόνο έναρξης συντήρησης (Σχ. 4.4Α, Β, Γ). Αντίθετα, η ποιότητα των φύλλων που συντηρήθηκαν στους 10oC υποβαθμίστηκε ταχύτατα από την 8η 47

64 ημέρα συντήρησης, όπως διαπιστώθηκε από το σημαντικά εντονότερο κιτρίνισμα, σε σύγκριση με τα φύλλα που συντηρήθηκαν στους 0oC (Σχ. 4.2), ενώ ταυτόχρονα η ζωή τους στο ράφι μειώθηκε κατά 8 ημέρες. Αυτή η υποβάθμιση της ποιότητας συνοδεύτηκε από μεγάλες απώλειες (73-78%) χλωροφύλλης και σημαντικές μεταβολές στο χρώμα μετά από 14 ημέρες συντήρησης (Σχ. 4.4Α, Β, Γ). Είναι τεκμηριωμένο πλήρως ότι η θερμοκρασία συντήρησης είναι ο σημαντικότερος παράγοντας όσον αφορά την ταχύτητα υποβάθμισης της ποιότητας των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων (Watada κ.ά., 1996). Για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης κατά 10oC πάνω από την άριστη, ο ρυθμός υποβάθμισης της ποιότητας των προϊόντων αυξάνεται κατά 2-3 φορές (Kader, 1985; Brecht, 1995). Ο κυριότερος παράγοντας που προκάλεσε τη μείωση της ζωής στο ράφι των φύλλων ρόκας ήταν το κιτρίνισμα (απώλεια χλωροφύλλης) με ρυθμό μείωσης της παραμέτρου Hue του χρώματος >1.5 ανά ημέρα, ως μέσου όρου για όλη την διάρκεια συντήρησης (Σχ. 4.4Β). Επίσης, το κιτρίνισμα ήταν ο κυριότερος λόγος για τη μείωση της ζωής στο ράφι των ειδών Chinese mustard, choy sum και tatsoi, ενώ η μάρανση και το καφέτιασμα των περιθωρίων των φύλλων ήταν ο κυριότερος λόγος για τη μείωση της ζωής στο ράφι των ειδών mizura, mibuna και garland chrysanthemum (Able κ.ά., 2003). Ο ρυθμός παραγωγής CO2 των φύλλων ρόκας κατά την συντήρηση, αυξανόταν εκθετικά με την αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης (Respiration= e0.0884Temperature, R= 0.999, P<0.0324). Παρόμοια εκθετική αύξηση του ρυθμού αναπνοής με την θερμοκρασία συντήρησης σε εύρος θερμοκρασιών 0-10 oc, έχει αναφερθεί για 18 λαχανικά (Peiris κ.ά.., 1997). Τα δεδομένα αναπνοής των φύλλων (48,6, 78,6 and 117,6 mg CO2 kg-1 h-1 στους 0, 5 και 10oC, αντίστοιχα ως μέσοι όροι ολόκληρης της περιόδου συντήρησης, ήταν υψηλότερα από εκείνα που αναφέρουν οι Peiris κ.ά., (1997) (21,1, 58,1 και 106,6 mg CO2 kg-1 h-1 στους 0, 5 και 10oC, αντίστοιχα). Ωστόσο, αυτές οι διαφορές μπορεί να οφειλόταν στην επίδραση των διαφορετικών γενοτύπων, καλλιεργητικών τεχνικών, εδαφοκλιματικών συνθηκών και λοιπών παραγόντων. Όσον αφορά την κατάταξη των οπωροκηπευτικών προϊόντων με κριτήριο το ρυθμό αναπνοής στους 5oC (Kader, 1985) η ρόκα θεωρείται προϊόν με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό αναπνοής. Στη παρούσα εργασία το αναπνευστικό πηλίκο (Q10) των φύλλων ρόκας σε θερμοκρασίες 0-10oC ήταν 2,42, ως μέσος όρος ολόκληρης της διάρκειας συντήρησης. Στο ίδιο εύρος θερμοκρασιών, το Q10 κυμάνθηκε από 1,90 έως 5,05 για 18 λαχανικά, με τη ρόκα να έχει το υψηλότερο (Peiris κ.ά., 1997). Οι χαμηλότερες τιμές του πειράματος μπορεί να οφειλόταν σε διάφορους παράγοντες που ήδη αναφέρθηκαν. Ο μέσος όρος της παραγωγής αιθυλενίου των φύλλων σε ολόκληρη την διάρκεια 48

65 συντήρησης στους 10oC ήταν 1,00 μl kg-1 h-1. Όσον αφορά την κατάταξη των οπωροκηπευτικών προϊόντων με κριτήριο το ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου στους 20oC (Kader, 1985) η ρόκα χαρακτηρίζεται από ενδιάμεσο ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου. Σε αντίθεση με τα παραπάνω, η ρόκα έχει καταταγεί από τη Cantwell (1997) ως προϊόν με πολύ χαμηλό ρυθμό παραγωγής αιθυλενίου (<0,1 μl kg-1 h-1). 4.6 Συμπεράσματα Η πιο σημαντική μετασυλλεκτική μεταβολή που παρατηρήθηκε στα φύλλα ρόκας ήταν η διάσπαση της χλωροφύλλης με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα τους. Η παραπάνω διεργασία επιβραδύνθηκε σημαντικά κατά την συντήρηση των φύλλων σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επομένως, τα φύλλα ρόκας είναι δυνατόν να συντηρηθούν στους 0oC με ζωή στο ράφι τις 16 ημέρες, ενώ στους 5oC παρατηρήθηκε μια σχετικά μικρή υποβάθμιση της ποιότητας και η ζωή στο ράφι μειώθηκε κατά 3 ημέρες. Στους 10oC τα φύλλα ρόκας υποβαθμίσθηκαν ταχύτατα και η ζωή στο ράφι ήταν μόνο 8 ημέρες. 49

66 -1-1 Παραγωγή CO2 (mg kg h ) oc 5 oc 10 oc 200 A , 50 0 B -1-1 Παραγωγή C2H4 (μg kg h ) 3 2 1, Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 4.1. Παραγωγή CO2 (A) και αιθυλενίου (B) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 0, 5 και 10oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 50

67 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 0 oc 4 5 oc 10 oc ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 4.2. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 0, 5 και 10 oc. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα Ζωή στο ράφι (ημέρες) o Θ ερμοκρασία συντήρησης( C ) 10 Σχήμα 4.3. Η διάρκεια ζωής στο ράφι (shelf life) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 0, 5 και 10oC. Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος + Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. 51

68 65 0 oc 60 5 oc A 10 oc ΕΣΔ 5% L* B 130 ΕΣΔ 5% H o Γ ΕΣΔ 5% C* Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 4.4. Οι παράμετροι του χρώματος L* (Α), Ho (Β) και C* (Γ) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 0, 5 και 10oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα 52

69 Πίνακας 4.1. Χλωροφύλλη (α, β και ολική) φύλλων ρόκας πριν την συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 14 ημέρες στους 0, 5 και 10oC (14η ημέρα). Μεταχείριση Χλωροφύλλη α (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη β (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη ολική (μg/g ν.β.) z,y 0,82 a 0,22 a 1,04 a 0 oc 0,83 a 0,21 a 1,04 a o 0,66 b 0,19 b 0,85 b 0,18 c 0,06 c 0,24 c Χρόνος 0 14η ημέρα 5 C o 10 C z y Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανοτητας 0.05 Πίνακας 4.2. Ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, διαλυτά στερεά συστατικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) φύλλων ρόκας πριν την συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 14 ημέρες στους 0, 5 και 10oC (14η ημέρα). Μεταχείριση Ασκορβικό οξύνιτρικά (mg/100g ν.β.) (mg/g ν.β.) ΔΣΣ (Brix %) Φαινόλες DPPH (GAE/g ν.β.) (AEAC/100g ν.β.) Χρόνος 0 z,y 83,52 a 272,64 a 8,23 a 1,58 a 22,09 a 71,53 a 206,53 a 6,73 b 1,39 b 19,99 a 92,78 a 195,83 a 6,80 b 1,31 b 17,99 a 62,74 a 200,57 a 6,40 b 1,15 c 19,50 a 14η ημέρα 0 oc 5 oc 10 oc z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΑΙΘΥΛΕΝΊΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ 1-MCP ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 5.1 Περίληψη Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας με κομμένο μίσχο, μήκους cm, εκτέθηκαν στο αέριο 1-MCP (0,5 μl l-1 για 4 ώρες στους 10oC) πριν από τη συντήρηση για 10 ημέρες σε φυσική ατμόσφαιρα ή σε ατμόσφαιρα με προσθήκη αιθυλενίου (1 μl l-1). Στα φύλλα χωρίς 1-MCP που συντηρήθηκαν σε φυσική ατμόσφαιρα παρατηρήθηκε προοδευτική αύξηση του κιτρινίσματος με διάρκεια ζωής στο ράφι περίπου 10 ημέρες. Η παρουσία αιθυλενίου στο χώρο συντήρησης επιτάχυνε τη διαδικασία διάσπασης της χλωροφύλλης, και μείωσε τη διάρκεια ζωής στο ράφι κατά 2 ημέρες, περίπου. Η μεταχείριση πριν από τη συντήρηση με τον αναστολέα δράσης του αιθυλενίου 1-MCP, περιόρισε το κιτρίνισμα που προκλήθηκε από την παρουσία του αιθυλενίου στην ατμόσφαιρα του χώρου διατήρησης. 5.2 Εισαγωγή Είναι γνωστό ότι το αιθυλένιο επιταχύνει την διάσπαση της χλωροφύλλης, με αποτέλεσμα το κιτρίνισμα διαφόρων φυλλωδών λαχανικών όπως το πακ-τσόι (Able κ.ά., 2002), ο κοριάνδρος (Jiang κ.ά., 2002), ο μαϊντανός (Lers κ.ά., 1998) αλλά και άλλων όπως το μπρόκολο (Able κ.ά., 2002). Το αιθυλένιο επιταχύνει το γηρασμό των φύλλων σε πολλά είδη όχι όμως σε όλα (Mattoo και Aharoni, 1988). Το 1-MCP, ένας αναστολέας της δράσης του αιθυλενίου, εμποδίζει ή καθυστερεί τη διάσπαση της χλωροφύλλης σε ένα μεγάλο αριθμό ειδών (Blankenship και Dole, 2003). Με την παρουσία εξωγενούς αιθυλενίου, το 1-MCP επιμήκυνε την διάρκεια ζωής στο ράφι (shelf life) του μαϊντανού (Lers κ.ά., 1998), του πακ-τσόι (Able κ.ά., 2002), του μπρόκολου (Able κ.ά., 2002), των φύλλων κοριάνδρου (Jiang κ.ά., 2002) και διαφόρων Ασιατικών φυλλωδών λαχανικών (Able κ.ά., 2003). Αντίθετα, κατά την απουσία αιθυλενίου, το 1-MCP διαπιστώθηκε ότι είχε μικρή έως ελάχιστη επίδραση στην επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του πακ-τσόι και διαφόρων Ασιατικών φυλλωδών λαχανικών (Able κ.ά., 2002; Able κ.ά., 2003). Σημαντικό ρόλο στην επίδραση του 1-MCP έχει το είδος του ιστού. Αποτελέσματα εφαρμογής του 1-MCP σε μπρόκολο και πακ-τσόι 54

71 έδειξαν ότι το 1-MCP δεν είναι τόσο αποτελεσματικό στους φυλλώδεις ιστούς όπως στα ανθοφόρα όργανα (Able κ.ά., 2002). Η ρόκα είναι ένα φυλλώδες λαχανικό που γηράσκει ταχύτατα μετά τη συγκομιδή, με τον γηρασμό να εκφράζεται ως κιτρίνισμα που συνδέεται με την διάσπαση της χλωροφύλλης (κεφάλαιο 2 σελ. 21 και κεφάλαιο 4, σελ. 42). Ωστόσο, δεν είναι γνωστό εάν το εξωγενές αιθυλένιο εμπλέκεται σε αυτή την διεργασία αλλά στην περίπτωση που εμπλέκεται ενδιαφέρον παρουσιάζει να βρεθεί κατά πόσον η εφαρμογή του 1-MCP πριν τη συντήρηση μπορεί να περιορίσει το κιτρίνισμα λόγω δράσης του αιθυλενίου. Σκοπός του πειράματος αυτού ήταν να διερευνηθεί η επίδραση του αιθυλενίου καθώς και της εφαρμογής του 1-MCP πριν την έναρξη συντήρησης στο κιτρίνισμα φύλλων ρόκας κατά τη συντήρηση σε φυσική ατμόσφαιρα ή σε ατμόσφαιρα που υπήρχε αιθυλένιο. 5.3 Υλικά και μέθοδοι Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 8/3/2005 από εμπορική καλλιέργεια στην περιοχή της κοινότητας Μέσης Ημαθίας και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ακολούθησε διαλογή των φύλλων και στα επιλεγμένα φύλλα κόπηκε ο μίσχος στο σημείο που άρχιζε το έλασμα, τελικό μήκος φύλλου cm. Τα μισά από τα επιλεγμένα φύλλα τοποθετήθηκαν σε αεροστεγές δοχείο 100 l στους 10oC όπου εκτέθηκαν για 4 ώρες σε 0,5 μl l-1 1-MCP. Το 1-MCP ελευθερώθηκε από την απαιτούμενη ποσότητα σκόνης SmartFreshTM με την προσθήκη απεσταγμένου νερού σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή (Rohm and Haas Italia srl). Κατόπιν, φύλλα ρόκας που εκτέθηκαν στο 1-MCP και άλλα που δεν εκτέθηκαν (μάρτυρας) τοποθετήθηκαν σε Εικ Ανοιχτό σύστημα ροής αέρα με ή χωρίς την παρουσία αιθυλενίου σε συγκέντρωση 1 μl l-1. γυάλινες φιάλες 3 l που συνδέθηκαν σε ανοιχτό σύστημα ροής αέρα (30 ml min-1) με ή χωρίς την παρουσία αιθυλενίου σε συγκέντρωση 1 μl l-1 (Εικ. 5.1). Η διάρκεια του πειράματος ήταν 10 ημέρες. Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις (φιάλες) με 5 φύλλα σε κάθε επανάληψη. 55

72 Σε τακτά χρονικά διαστήματα κατά την διάρκεια του πειράματος (4η, 8η, 11η και 14η ημέρα) πραγματοποιήθηκε οπτική αξιολόγηση του κιτρινίσματος των φύλλων όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22, ενώ με βάση την οπτική αξιολόγηση προσδιορίστηκε η ζωή στο ράφι (shelf life) όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 4, σελ. 43. Επίσης, μετρήθηκε το χρώμα όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Από τα συγκεκριμένα σημεία που μετρήθηκε το χρώμα ελήφθησαν δίσκοι διαμέτρου 9mm και προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α, β και η ολική, όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Η σύγκριση της ζωής στο ράφι (shelf life) πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων του κιτρινίσματος, του χρώματος και της χλωροφύλλης πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την Ε.Σ.Δ., για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος. 5.4 Αποτελέσματα Σε όλες τις μεταχειρίσεις παρατηρήθηκε ένα ελάχιστο κιτρίνισμα των φύλλων την 4η ημέρα συντήρησης (Σχ. 5.1). Ακολούθως, στα φύλλα χωρίς προηγούμενη έκθεση στο 1MCP που συντηρήθηκαν στον αέρα καταγράφηκε μια προοδευτική αύξηση του κιτρινίσματος μέχρι και την 10η ημέρα, ενώ σε εκείνα που συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο παρατηρήθηκε μια έντονη αύξηση του κιτρινίσματος. Η επιβλαβής επίδραση του αιθυλενίου στο χρώμα μειώθηκε σημαντικά στη μεταχείριση του 1-MCP πριν τη συντήρηση, με αποτέλεσμα στα φύλλα αυτά να παρατηρηθεί το μικρότερο κιτρίνισμα μεταξύ των μεταχειρίσεων στο τέλος της περιόδου συντήρησης. Για τα φύλλα που δεν εκτέθηκαν στο 1-MCP και συντηρήθηκαν σε φυσική ατμόσφαιρα καταγράφηκε διάρκεια ζωής στο ράφι περίπου 10 ημέρες, η οποία μειώθηκε κατά 2 ημέρες, περίπου, λόγω της παρουσίας του αιθυλενίου (Σχ. 5.2). Η έκθεση των φύλλων στο 1-MCP πριν τη συντήρηση, απέτρεψε τη μείωση της ζωής στο ράφι που οφειλόταν στην παρουσία του αιθυλενίου, με αποτέλεσμα η διάρκεια εμπορικής ζωής τους να είναι ανάλογη των φύλλων που συντηρήθηκαν σε φυσική ατμόσφαιρα. 56

73 Η επίδραση των παραπάνω μεταχειρίσεων στο κιτρίνισμα των φύλλων καταγράφηκε στις παραμέτρους του χρώματος και στην περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη. Στα φύλλα ρόκας που συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο παρατηρήθηκαν πιο έντονες μεταβολές στις παραμέτρους του χρώματος (αύξηση του L* και του C* και μείωση της γωνίας Hue) σε σχέση με τα φύλλα που συντηρήθηκαν σε φυσική ατμόσφαιρα (Πίνακας 5.1). Η παρουσία του αιθυλενίου στην ατμόσφαιρα του χώρου συντήρησης, διαπιστώθηκε ότι είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική απώλεια χλωροφύλλης α και ολικής (Πίνακας 5.2), η οποία ήταν 76,5 και 71,0 % των αρχικών τιμών, αντίστοιχα. Η επιβλαβής επίδραση του αιθυλενίου στις παραμέτρους του χρώματος, καθώς και στην χλωροφύλλη ελαχιστοποιήθηκε με την έκθεση των φύλλων σε 1-MCP πριν τη συντήρηση (Πίνακας 5.1 & 5.2). Όμως, η έκθεση στο 1-MCP των φύλλων που συντηρήθηκαν σε φυσική ατμόσφαιρα δεν διαπιστώθηκε ότι επηρέασε τις παραμέτρους του χρώματος, την χλωροφύλλη ή την διάρκεια της εμπορικής ζωής. 5.5 Συζήτηση Η παρουσία αιθυλενίου στο χώρο συντήρησης της ρόκας αύξησε το κιτρίνισμα και μείωσε την διάρκεια εμπορικής ζωής κατά 2 ημέρες, περίπου. Παρόμοια επίδραση από την παρουσία αιθυλενίου στην διάρκεια της εμπορικής ζωής έχει αναφερθεί και για άλλα φυλλώδη λαχανικά (Able κ.ά., 2002, 2003). H μεταχείριση με 1-MCP πριν τη συντήρηση απέτρεψε τη μείωση της εμπορικής ζωής φύλλων ρόκας, που προκαλείται από το αιθυλένιο. Η ευεργετική επίδραση του 1-MCP όσον αφορά τη διάσπαση της χλωροφύλλης και κατά συνέπεια το κιτρίνισμα, έχει αναφερθεί και για άλλα φυλλώδη λαχανικά (Jiang κ.ά., 2002; Able κ.ά., 2003; Ella κ.ά., 2003). Κατά την απουσία αιθυλενίου από το χώρο συντήρησης, διαπιστώθηκε ότι η χρήση του 1-MCP δεν επηρέασε το χρώμα, την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη ή την διάρκεια της εμπορικής ζωής δεδομένου ότι το 1-MCP είναι αναστολέας της δράσης του αιθυλενίου. Απουσία επίδρασης του 1-MCP όταν δεν υπάρχει αιθυλένιο στην ατμόσφαιρα έχει παρατηρηθεί και σε φύλλα κοριάνδρου όσον αφορά τη χλωροφύλλη, που συντηρήθηκαν στους 5 ή στους 10oC για 6 ημέρες (Jiang κ.ά., 2002) καθώς και σε διάφορα φυλλώδη λαχανικά όσον αφορά τη διάρκεια εμπορικής ζωής (Able κ.ά., 2002, 2003). 5.6 Συμπεράσματα Η παρουσία αιθυλενίου στο χώρο συντήρησης επιτάχυνε τη διάσπαση της χλωροφύλλης φύλλων ρόκας. Η χρήση πριν τη συντήρηση του αναστολέα δράσης του 57

74 αιθυλενίου 1-MCP περιόρισε το κιτρίνισμα που προκαλείται από την παρουσία αιθυλενίου στην ατμόσφαιρα διατήρησης. Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 Αέρας Αέρας + 1-MCP Αιθυλένιο Αιθυλένιο + 1-MCP 4 3 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 5.1. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=σκούρο πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 10 oc. Τα φύλλα εκτέθηκαν για 4 ώρες σε 0,5 μl l-1 1-MCP και συντηρήθηκαν στον αέρα ή σε αέρα με αιθυλένιο (1 μl l-1). Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 5 φύλλα. Ζωή στο ράφι (ημέρες) Αέρας Αέρας+1-MCP Αιθυλένιο Αιθυλένιο+1-MCP Σχήμα 5.2. Η ζωή στο ράφι (shelf life) φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 10oC. Τα φύλλα εκτέθηκαν για 4 ώρες σε 0,5 μl l-1 1-MCP και συντηρήθηκαν στον αέρα ή σε αέρα με αιθυλένιο (1 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος + Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 5 φύλλα. 58

75 Πίνακας 5.1. Οι παράμετροι του χρώματος L*, Ho και C* φύλλων ρόκας πριν τη συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 10 ημέρες στους 10oC (10η ημέρα). Τα φύλλα εκτέθηκαν για 4 ώρες σε 0,5 μl l-1 1-MCP και συντηρήθηκαν στον αέρα ή σε αέρα με αιθυλένιο (1 μl l-1). Μεταχείριση Χρόνος 0 L* H z,y o C* 45,39 c 127,28 a 33,69 c 48,13 47,76 66,81 49,22 122,52 123,54 108,06 121,92 41,92 40,61 59,83 42,71 10η ημέρα Αέρας Αέρας + 1-MCP Αιθυλένιο Αιθυλένιο + 1-MCP z y bc bc a b b b c b b b a b Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανοτητας 0.05 Πίνακας 5.2. Η περιεκτικότητα χλωροφύλλης (α, β και ολική) φύλλων ρόκας πριν τη συντήρηση (χρόνος 0) και μετά από 10 ημέρες στους 10oC (10η ημέρα). Τα φύλλα εκτέθηκαν για 4 ώρες σε 0,5 μl l-1 1-MCP και συντηρήθηκαν στον αέρα ή σε αέρα με αιθυλένιο (1 μl l-1). Μεταχείριση Χρόνος 0 Χλωροφύλλη α Χλωροφύλλη β (μg/g ν.β.) (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη ολική (μg/g ν.β.) z,y 1,02 a 0,22 a 1,24 a 0,72 0,86 0,24 0,71 0,25 0,29 0,12 0,19 0,97 1,15 0,36 0,9 10η ημέρα Αέρας Αέρας + 1-MCP Αιθυλένιο Αιθυλένιο + 1-MCP z y b ab c b a a a a ab ab c b Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανοτητας

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ 6-BA ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 6.1 Περίληψη Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας με κομμένο μίσχο, μήκους cm, εμβαπτίστηκαν για 1 min σε διάλυμα 6-BA διαφόρων συγκεντρώσεων (0, 1, 10 και 50 μl l1 ) και σε ένα δεύτερο πείραμα σε διάλυμα 6-BA 10 μl l-1 για διάφορους χρόνους (0, 30, 60 και 120 sec). Ακολούθησε η συντήρηση των φύλλων στους 8oC για 14 ημέρες σε σύστημα συνεχούς ροής αέρα εμπλουτισμένου με αιθυλένιο 0,5 μl l -1. Στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε συγκέντρωση 10 μl l-1 6-BA για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα ή 50 μl l-1 6-BA για 1 min, παρατηρήθηκε παραγωγή CO2 σημαντικά χαμηλότερη από τον μάρτυρα. Οι παραπάνω μεταχειρίσεις περιόρισαν την διάσπαση της χλωροφύλλης, με αποτέλεσμα σημαντικά λιγότερο κιτρίνισμα των φύλλων μετά από 14 ημέρες διατήρησης, ενώ δεν επηρέασαν σημαντικά τη χημική σύσταση των φύλλων. Συμπερασματικά, η εμβάπτιση φύλλων ρόκας σε 10 μl l-1 6-BA για 30 sec πριν από τη συντήρηση επέδρασε θετικά στην διατήρηση της ποιότητας μετασυλλεκτικά. 6.2 Εισαγωγή Είναι γνωστό ότι οι κυτοκινίνες εμποδίζουν τη διάσπαση της χλωροφύλλης, με αποτέλεσμα την επιβράδυνση του γήρατος που εκδηλώνεται με το κιτρίνισμα των ιστών (Garcia και Barrett, 2002). Η εφαρμογή της 6-BA έχει δώσει θετικά αποτελέσματα στην καθυστέρηση του γήρατος μετασυλλεκτικά, πράσινων λαχανικών όπως το πράσινο σπαράγγι και το μπρόκολο (An κ.ά., 2006; Tian κ.ά., 1995; Rushing, 1990). Πειραματικά δεδομένα σε πράσινο σπαράγγι και μπρόκολο κατέγραψαν σημαντική μείωση της αναπνοής μετά από εμβάπτιση σε 6-BA (An κ.ά., 2006; Rushing, 1990), ενώ είναι γνωστό ότι ο βαθμός φθαρτότητας των συγκομισμένων προϊόντων είναι ανάλογος με το ρυθμό αναπνοής τους (Kader, 1985; Watada κ.ά., 1996). Τα φύλλα ρόκας είναι ένα προϊόν με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό αναπνοής (κεφάλαιο 2, σελ. 28 και κεφάλαιο 3, σελ. 37) και επομένως οποιαδήποτε μεταχείριση προκαλεί μείωση του ρυθμού αναπνοής, είναι πιθανόν να μειώνει το κιτρίνισμα των φύλλων κατά την διάρκεια συντήρησης. Ωστόσο καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη για την επίδραση 60

77 της 6-BA σε φύλλα ρόκας. Σκοπός του πειράματος ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της εμβάπτισης σε 6-BA μετά τη συγκομιδή και πριν από την έναρξη συντήρησης, στην αναπνοή, στο κιτρίνισμα και στη χημική σύσταση φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια της συντήρησης. 6.3 Υλικά και μέθοδοι Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 31/12/2005 και 22/1/2006 από πειραματική καλλιέργεια στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης όπου ακολουθήθηκαν οι συνήθεις καλλιεργητικές πρακτικές, και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου. Ακολούθησε η διαλογή των φύλλων και στα επιλεγμένα φύλλα κόπηκε ο μίσχος στο σημείο που άρχιζε το έλασμα, με τελικό μήκος φύλλου cm. Πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα εκ των οποίων στο πρώτο (συγκομιδή 31/12/2005) φύλλα ρόκας εμβαπτίστηκαν για 1 min σε διάλυμα 6-BA διαφόρων συγκεντρώσεων (0, 1, 10 και 50 μl l-1) και στο δεύτερο τα φύλλα εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα 6-BA 10 μl l-1 για διάφορες χρονικές περιόδου (0, 30, 60 και 120 sec). Τα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων πριν την τοποθέτηση τους στο ψυγείο, εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο) για 60 sec και στέγνωσαν σε διηθητικό χαρτί. Στη συνέχεια 12 φύλλα από τις μεταχειρίσεις τοποθετήθηκαν σε γυάλινες φιάλες 3 l με σύνδεση σε σύστημα συνεχούς ροής αέρα (12 ml min-1) εμπλουτισμένου με υγρασία και αιθυλένιο σε συγκέντρωση 0,5 μl l-1. Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις (φιάλες). Όλες οι φιάλες συντηρήθηκαν στους 8oC για 14 ημέρες. Κατά την διάρκεια της συντήρησης προσδιορίστηκε ο ρυθμός παραγωγής CO2. Η μέτρηση του CO2 πραγματοποιήθηκε όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Την τελευταία ημέρα του πειράματος (14η ημέρα) πραγματοποιήθηκε οπτική αξιολόγηση του κιτρινίσματος όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Στην αρχή και το τέλος των πειραμάτων μετρήθηκε το χρώμα όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Από τα συγκεκριμένα σημεία στα οποία μετρήθηκε το χρώμα, ελήφθησαν δίσκοι διαμέτρου 9mm και προσδιορίστηκε σε αυτούς η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και β καθώς και η ολική χλωροφύλλη, όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Στην αρχή και στο τέλος της περιόδου συντήρησης, προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα των φύλλων σε διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ), ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές 61

78 διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ Η σύγκριση των δεδομένων που αφορούν το ρυθμό παραγωγής CO2 πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων του κιτρινίσματος, του χρώματος, της χλωροφύλλης και της σύστασης των φύλλων πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το κάθε πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δεύτερων πειραμάτων. 6.4 Αποτελέσματα Πείραμα 1: Ο ρυθμός παραγωγής CO2 σε όλες τις μεταχειρίσεις μειώθηκε σημαντικά κατά την διάρκεια των δύο πρώτων ημερών συντήρησης, και κατόπιν παρέμεινε σχετικά σταθερός με μικρές αλλαγές (Σχ. 6.1). Από την 4η ημέρα και μέχρι το τέλος της συντήρησης στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε 10 ή 50 μl l-1 6-ΒΑ, καταγράφηκε σημαντικά χαμηλότερη παραγωγή CO2 από τα φύλλα του μάρτυρα με ελάχιστες εξαιρέσεις. Αντίθετα, στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα 6-ΒΑ 1 μl l-1, μόνο την 6 και 10η ημέρα συντήρησης μετρήθηκε σημαντικά χαμηλότερη παραγωγή CO2 από τον μάρτυρα. Σημαντική αύξηση του κιτρινίσματος των φύλλων του μάρτυρα και της χαμηλής συγκέντρωσης του 6-BA (1 μl l-1), παρατηρήθηκε μετά από 14 ημέρες συντήρησης (Σχ. 6.2), ξεπερνώντας το όριο βαθμολογίας 3, που θεωρείται ως τέλος της ζωής στο ράφι. Στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν στις υψηλότερες συγκεντρώσεις 6-BA (10 ή 50 μl l-1) παρατηρήθηκε σημαντικά χαμηλότερο κιτρίνισμα από τον μάρτυρα, με βαθμολογία μικρότερη από 3. Οι διαφορές των παραπάνω μεταχειρίσεων στο κιτρίνισμα καταγράφηκαν και στις μεταβολές των παραμέτρων του χρώματος καθώς και στην περιεκτικότητα των σε χλωροφύλλη (Σχ. 6.3 & 6.4). Οι παράμετροι L* και C* του χρώματος αυξήθηκαν και μειώθηκε η γωνία Hue και η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β και ολική) για τα φύλλα του μάρτυρα, ενώ αυτά δε διέφεραν σημαντικά από τα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα συγκέντρωσης 1 μl l-1 6-BA. Η εμβάπτιση των φύλλων σε διάλυμα 10 ή 50 μl l-1 6-BA, περιόρισε σημαντικά τις μεταβολές στις παραμέτρους του 62

79 χρώματος και τις απώλειες της χλωροφύλλης α και ολικής. Όσον αφορά την περιεκτικότητα των φύλλων σε χλωροφύλλη β δεν παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων την 14η ημέρα συντήρησης (Σχ. 6.4Β). Η περιεκτικότητα των φύλλων σε ΔΣΣ, δεν επηρεάστηκε ούτε από την εμβάπτιση σε 6BA ούτε από την διάρκεια συντήρησης (Πίνακας 6.1). Στο τέλος της περιόδου συντήρησης, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στην περιεκτικότητα των ολικών διαλυτών φαινολών και νιτρικών ιόντων στα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων, ενώ σε εκείνα του μάρτυρα την 14η ημέρα καταγράφηκαν σημαντικά περισσότερες ολικές διαλυτές φαινόλες από όλες τις μεταχειρίσεις με 6-BA (Πίνακας 6.1). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα αυξήθηκε ή ήταν αμετάβλητη στο τέλος της συντήρησης, δεδομένου ότι οι διαφορές των τιμών σε σχέση με το χρόνο μηδέν ήταν άλλοτε σημαντικές και άλλοτε όχι, χωρίς πάντως σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων την 14η ημέρα, με εξαίρεση την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ των φύλλων που εμβαπτίστηκαν σε 10 μl l-1 6-BA (Πίνακας 6.1). Πείραμα 2: Ο ρυθμός παραγωγής CO2 από τα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων, μειώθηκε σημαντικά κατά την διάρκεια των δύο πρώτων ημερών συντήρησης, και κατόπιν παρέμεινε σχετικά σταθερός με μικρές μεταβολές (Σχ. 6.5). Από την 4η ημέρα μέχρι το τέλος της συντήρησης στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα 10 μl l-1 6-ΒΑ, ανεξαρτήτως διάρκειας εμβάπτισης, καταγράφηκε σημαντικά χαμηλότερη παραγωγή CO2 από τα φύλλα του μάρτυρα. Στα φύλλα του μάρτυρα παρατηρήθηκε έντονο κιτρίνισμα μετά από 14 ημέρες συντήρησης, με βαθμολογία πάνω από 4 (Σχ. 6.6). Το κιτρίνισμα είχε ως αποτέλεσμα τη καταγραφή σημαντικών αλλαγών στις παραμέτρους του χρώματος (αύξηση του L* και του C* και μείωση της γωνίας Hue) και σημαντικών απωλειών χλωροφύλλης (α, β και ολική) (Σχ. 6.7 & 6.8). Στη μεταχείριση των φύλλων με εμβάπτιση σε 6-BA (10 μl l-1) για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα (0,5-2 min) παρατηρήθηκε σημαντικά χαμηλότερο κιτρίνισμα από τον μάρτυρα, και περιόριστηκαν σημαντικά οι μεταβολές στις παραμέτρους του χρώματος και την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β και ολική). Η εμβάπτιση των φύλλων σε 10 μl l-1 6-BA για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα καθώς και η διάρκεια συντήρησης δεν επέδρασαν στην περιεκτικότητα σε νιτρικά ιόντα και στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 6.2). Στο τέλος της περιόδου συντήρησης παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των ολικών διαλυτών φαινολών σε όλες τις μεταχειρίσεις, χωρίς όμως σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων (Πίνακας 6.2). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ και ΔΣΣ, μειώθηκε σημαντικά σε όλες τις 63

80 μεταχειρίσεις μετά από 14 ημέρες συντήρησης με εξαίρεση τα ΔΣΣ του μάρτυρα, ενώ σημαντικά χαμηλότερες τιμές από τον μάρτυρα παρατηρήθηκαν στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν στην 6-ΒΑ για 0,5 λεπτά (Πίνακας 6.2). 6.5 Συζήτηση Από την 4η ημέρα έως και το τέλος της συντήρησης (14η ημέρα), στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν σε συγκέντρωση 10 μl l-1 6-BA ανεξάρτητα του χρόνου εμβάπτισης ή σε 50 μl l-1 6-BA για 1 min καταγράφηκε παραγωγή CO2 σημαντικά χαμηλότερη από τον μάρτυρα(σχ. 6.1 & 6.5). Μετά από εμβάπτιση σε 6-BA παρατηρήθηκε μειωμένη παραγωγή CO2 σε πράσινο σπαράγγι και μπρόκολο από την 8η έως και την 16η ημέρα κατά την διάρκεια συντήρησης 24 ημερών στους 2oC και από την 2η έως και την 5η ημέρα κατά την διάρκεια συντήρησης 6 ημερών στους 16oC, αντίστοιχα (An κ.ά., 2006; Rushing, 1990). Η επίδραση της 6-ΒΑ ήταν σημαντική για τη μετασυλλεκτική ποιότητα των φύλλων της ρόκας, δεδομένου ότι στο τέλος της συντήρησης (14η ημέρα) τα φύλλα με τη χαμηλότερη παραγωγή CO2 ήταν σημαντικά λιγότερο κίτρινα από το μάρτυρα, με βαθμολογία μικρότερη από 3, σε κλίμακα από 1 έως 5 όσον αφορά την ένταση κιτρινίσματος. Η επίδραση των προαναφερθέντων μεταχειρίσεων (10 μl l-1 6-BA για 0,5, 1 και 2 λεπτά ή 50 μl l-1 6-BA για 1 λεπτό) στο κιτρίνισμα των φύλλων ρόκας στο τέλος της περιόδου συντήρησης, καταγράφηκε στις παραμέτρους του χρώματος καθώς και στην περιεκτικότητα τους σε χλωροφύλλη. Στα φύλλα του μάρτυρα καταγράφηκαν σημαντικά μεγαλύτερες μεταβολές στις παραμέτρους του χρώματος (αύξηση του L* και του C* και μείωση της γωνίας Hue) από τα φύλλα των μεταχειρίσεων που προαναφέρθηκαν. Οι απώλειες του μάρτυρα σε χλωροφύλλη α και ολική προσδιορίστηκε ότι ήταν 30,4 και 27,0% στο πρώτο πείραμα και 48,6 και 46,6% στο δεύτερο, ενώ οι αντίστοιχες απώλειες για όλες τις μεταχειρίσεις με 6-ΒΑ κυμάνθηκαν από 12,8 έως 14,2% στο πρώτο πείραμα και 12,4 έως 21,9% στο δεύτερο. Παρόμοια αποτελέσματα έχουν αναφερθεί και για άλλα λαχανικά (An κ.ά., 2006; Rushing, 1990; Wingler κ.ά., 1998). Η εμβάπτιση των φύλλων ρόκας σε διαλύματα 6-BA με συγκεντρώσεις και διάρκεια εμβάπτισης που περιόρισαν το κιτρίνισμα (10 μl l-1 για 0,5, 1 και 2 min ή 50 μl l-1 για 1 min) δεν επηρέασε σημαντικά τη χημική σύσταση των φύλλων σε σύγκριση με τον μάρτυρα μετά από 14 ημέρες συντήρησης, με εξαίρεση τις χαμηλότερες ολικές διαλυτές φαινόλες στο πρώτο πείραμα και ορισμένες διαφορές στο ασκορβικό οξύ και στα 2 64

81 πειράματα. Αντίθετα, με τα δεδομένα αυτών των πειραμάτων, σημαντικά μικρότερη μείωση σε ασκορβικό οξύ βρέθηκε σε πράσινο σπαράγγι που εμβαπτίστηκε σε 6-BA σε σχέση με τον μάρτυρα, κατά τη συντήρηση σε συνθήκες τροποποιημένης ατμόσφαιρας (An κ.ά., 2006). 6.6 Συμπεράσματα Η εμβάπτιση φύλλων ρόκας σε 6-BA διαπιστώθηκε ότι επέδρασε σημαντικά στη μετασυλλεκτική ποιότητα τους. Η εμβάπτιση σε 10 μl l -1 6-BA για 30 sec μείωσε την παραγωγή CO2 και περιόρισε την διάσπαση της χλωροφύλλης στην οποία οφειλόταν το κιτρίνισμα των φύλλων του μάρτυρα, ενώ δεν επηρέασε σημαντικά τη χημική σύσταση των φύλλων. 65

82 Παραγωγή CO2 (mg/kg/h) μl/l 6-BA 1 μl/l 6-BA 10 μl/l 6-BA 50 μl/l 6-BA Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 6.1. Παραγωγή CO2 φύλλων ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για 1 λεπτό σε διάφορες συγκεντρώσεις 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1)το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 4 ΕΣΔ 5% Συγκέντρωση 6-BA (ppm) Σχήμα 6.2. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για 1 λεπτό σε διάφορες συγκεντρώσεις 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει την τιμή κιτρινίσματος πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 66

83 46 Α ΕΣΔ 5% L* Β ΕΣΔ 5% C* Γ ΕΣΔ 5% H o Συγκέντρωση 6-BA (μl l ) Σχήμα 6.3. Οι παράμετροι του χρώματος L* (Α), C* (Β) και Ho (Γ) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για 1 λεπτό σε διάφορες συγκεντρώσεις 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις τιμές της κάθε παραμέτρου πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 67

84 Α Chl a (μg/g ν.β.) 1,2 1,0 ΕΣΔ 5% 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,35 Chl b (μg/g ν.β.) 0,30 Β ΕΣΔ 5% 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Chl ολική (μg/g ν.β.) 0,00 1,4 1,2 Γ ΕΣΔ 5% 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Συγκέντρωση 6-BA (μl l ) Σχήμα 6.4. Η περιεκτικότητα χλωροφύλλης α (Α), β (Β) και ολικής (Γ) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για 1 λεπτό σε διάφορες συγκεντρώσεις 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις τιμές της κάθε παραμέτρου πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 68

85 Πίνακας 6.1. Ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, διαλυτά στερεά συστατικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν από τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για 1 λεπτό σε διάφορες συγκεντρώσεις 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Μεταχείριση Ασκορβικό οξύ Νιτρικά (mg/100g ν.β.) (mg/g ν.β.) z,y c Χρόνος 0 14η ημέρα 0 ppm 6-BA 1 ppm 6-BA 10 ppm 6-BA 50 ppm 6-BA b bc a b ΔΣΣ (Brix %) Φαινόλες DPPH (GAE/g ν.β.) (AEAC/100g ν.β.) a 5.23 a 1.20 a b b b b b a a a a b c c c a ab ab a z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας 0,05 Παραγωγή CO2 (mg/kg/h) sec 30 sec 60 sec 120 sec Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) 12 14

86 Σχήμα 6.5. Παραγωγή CO2 από φύλλα ρόκας κατά την διάρκεια συντήρησης 14 ημερών στους 8oC. Πριν από τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους (0, 30, 60, 120 sec) σε 10 μl l-1 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l1 ). Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Σχήμα 6.6. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 ΕΣΔ 5% Διάρκεια εμβάπτισης (sec) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους (0, 30, 60 και 120 sec) σε 10 μl l-1 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει την τιμή πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 70

87 52 Α ΕΣΔ 5% L* Β ΕΣΔ 5% C* H o 128 ΕΣΔ 5% Διάρκεια εμβάπτισης (sec) Σχήμα 6.7. Οι παράμετροι του χρώματος L* (Α), C* (Β) και Ho (Γ) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους(0, 30, 60 και 120 sec) σε 10 μl l-1 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις τιμές της κάθε παραμέτρου πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 71

88 Chl a (μg/g ν.β.) 1,0 0,8 Α ΕΣΔ 5% 0,6 0,4 0,2 0,0 0,28 Chl b (μg/g ν.β.) 0,24 Β ΕΣΔ 5% 0,20 0,16 0,12 0,08 0,04 0,00 Chl ολική (μg/g ν.β.) 1,4 Γ 1,2 1,0 ΕΣΔ 5% 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Διάρκεια εμβάπτισης (sec) Σχήμα 6.8. Η περιεκτικότητα χλωροφύλλης α (Α), β (Β) και ολικής (Γ) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους (0, 30, 60 και 120 sec) σε 10 μl l-1 6-BA και συντηρήθηκαν σε αέρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 12 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις τιμές της κάθε παραμέτρου πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 72

89 Πίνακας 6.2. Ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, διαλυτά στερεά συστατικά, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 14 ημερών στους 8oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους (0, 30, 60 και 120 sec) σε 10 μl l-1 6-BA και συντηρήθηκαν σε ατμόσφαιρα με αιθυλένιο (0,5 μl l-1). Μεταχείριση Χρόνος 0 14η ημέρα 0 min - 6-BA 0,5 min - 6-BA 1 min - 6-BA 2 min - 6-BA Ασκορβικό οξύ Νιτρικά (mg/100g ν.β.) (mg/g ν.β.) ΔΣΣ (Brix %) Φαινόλες DPPH (GAE/g ν.β.) (AEAC/100g ν.β.) z,y a a 6.67 a 1.35 a a b c bc c a a a a ab c bc bc b b b b a a a a z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας 0,05 73

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΉΣ ΜΕΤΑΧΕΊΡΙΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΗΣ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΗΣ ΡΟΚΑΣ (Eruca sativa Mill.) 7.1 Περίληψη Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας με κομμένο μίσχο, μήκους cm, εμβαπτίστηκαν σε θερμό νερό για διάφορους συνδυασμούς θερμοκρασίας-χρόνου (50oC για 10, 20, 30, 40, 50 και 60 sec ή 52,5oC για 5, 10, 15, 20, 25 και 30 sec ή 55oC για 1, 2, 3, 4, 5 και 6 sec) και ακολούθως συντηρήθηκαν στους 10oC για 9 ημέρες, οπότε προσδιορίστηκαν οι μεταβολές στο χρώμα τους. Από τους διάφορους συνδυασμούς θερμοκρασίας και διάρκειας εμβάπτισης που δοκιμάστηκαν, η εμβάπτιση των φύλλων στους 50oC για sec διαπιστώθηκε ότι επηρέασε σημαντικά στη μείωση του κιτρινίσματος κατά τη συντήρηση. Ακολούθως, σε ένα δεύτερο πείραμα χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση των 50oC για 30 sec και τα φύλλα συντηρήθηκαν σε συσκευασίες με ημιπερατή μεμβράνη στους 8oC για 10 ημέρες, ώστε να αξιολογηθεί η επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στη μετασυλλεκτική ποιότητα. Στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν στους 50oC για 30 sec παρατηρήθηκε σημαντικά λιγότερο κιτρίνισμα και καλύτερη διατήρηση της φρεσκάδας τους. Το θετικό αυτό αποτέλεσμα καταγράφηκε στις παραμέτρους του χρώματος, την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και ολική και στην απώλεια βάρους. Η συγκέντρωση του CO2 στην αέρια φάση των συσκευασιών παρέμεινε σε χαμηλά επίπεδα χωρίς διαφορές μεταξύ της θερμικής μεταχείρισης και του μάρτυρα, ενώ η συγκέντρωση του αιθυλενίου ήταν σημαντικά υψηλότερη τις 5 πρώτες ημέρες συντήρησης στις συσκευασίες με φύλλα που χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση. Όσον αφορά τη χημική σύσταση, τα φύλλα στα οποία χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση καταγράφηκε σημαντικά μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα τη 10η ημέρα συντήρησης και σημαντικά λιγότερες ολικές διαλυτές φαινόλες την 5η ημέρα συντήρησης. 7.2 Εισαγωγή Η θερμική μεταχείριση μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική μέθοδο αντί των χημικών μέσων για την διατήρηση της ποιότητας σε νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά. Συγκεκριμένα, έχουν αναφερθεί σημαντικά πλεονεκτήματα από τη χρήση της θερμικής μεταχείρισης στον έλεγχο του καφετιάσματος, κιτρινίσματος και μαλακώματος 74

91 διαφόρων προϊόντων (Kim κ.ά., 1993; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Garcia και Barrett, 2002; Abreu κ.ά., 2003; Loaiza-Velarde κ.ά., 1997; Salveit, 2000; Fukumoto κ.ά., 2002). Ειδικά, για τον περιορισμό του κιτρινίσματος, η θερμική μεταχείριση ήταν αποτελεσματική αφού μείωσε σημαντικά το κιτρίνισμα ανθοκεφαλών μπρόκολου, είτε χρησιμοποιήθηκε εμβάπτιση σε θερμό νερό (45oC για 14 λεπτά ή 47,5oC για 7,5 λεπτά) είτε έκθεση σε θερμό αέρα (50oC για 2 ώρες) (Kazami κ.ά., 1991; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Forney, 1995). Επίσης σε αγγούρι και καρπούς Oroblango η εμβάπτιση σε θερμό νερό (46oC για 50 λεπτά και 52oC για 2 λεπτά, αντίστοιχα) επέδρασε θετικά στην διατήρηση του πράσινου χρώματος (Chan και Linse, 1989; Rodov κ.ά. 2000). Ωστόσο, δεν είναι γνωστή η επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στο κιτρίνισμα φύλλων ρόκας. Η θερμική μεταχείριση μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την αντιοξειδωτική ικανότητα των φρούτων και λαχανικών (Jonsson, 1991). Θερμική μεταχείριση (55oC για 17,5 λεπτά) νωπού τεμαχισμένου πράσου διαπιστώθηκε ότι μείωσε τις ολικές διαλυτές φαινόλες χωρίς όμως να επηρεαστούν η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα και η συγκέντρωση των νιτρικών ιόντων (Tsouvaltzis κ.ά., 2007). Τα νιτρικά ιόντα θεωρούνται σημαντικό ποιοτικό χαρακτηριστικό των λαχανικών (Santamaria, 2006), και ειδικά της ρόκας που βρέθηκε να συσσωρεύει σημαντικές ποσότητες νιτρικών ιόντων (Santamaria κ.ά., 1999). Σκοπός του πειράματος ήταν να διερευνηθεί η αποτελεσματικότητα της θερμικής μεταχείρισης στο περιορισμό του κιτρινίσματος φύλλων ρόκας και συνολικά να μελετηθεί η επίδραση του καλύτερου συνδυασμού θερμοκρασίας και χρόνου μεταχείρισης στην ποιότητα κατά τη συντήρηση σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα (ΤΑ). 7.3 Υλικά και μέθοδοι Πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα ρόκας συγκομίστηκαν στις 24/3/2007 και 11/4/2007 από εμπορική καλλιέργεια στην περιοχή Βασιλικών του Ν. Θεσσαλονίκης και αφού πλύθηκαν με νερό βρύσης μεταφέρθηκαν αμέσως στο Εργαστήριο Λαχανοκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ακολούθησε η διαλογή των φύλλων και στα επιλεγμένα φύλλα κόπηκε ο μίσχος στο σημείο που αρχίζει το έλασμα, με τελικό μήκος φύλλου cm. Στη συνέχεια τα φύλλα διαχωρίστηκαν σε ομάδες των 6 φύλλων και εμβαπτίστηκαν σε διάφορους συνδυασμούς θερμοκρασίας-χρόνου (50oC για 10, 20, 30, 40, 50 και 60 sec ή 52,5oC για 5, 10, 15, 20, 25 και 30 sec ή 55oC για 1, 2, 3, 4, 5 και 6 sec) και συντηρήθηκαν για 9 ημέρες στους 10oC και σε συνθήκες υψηλής σχετικής υγρασίας (> 95%). Για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της θερμικής μεταχείρισης στην παράταση της ζωής στο ράφι φύλλων ρόκας πραγματοποιήθηκε οπτική αξιολόγηση της 75

92 ποιότητας κατά διαστήματα (4η, 7η και 9η ημέρα) όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Επίσης στην αρχή και το τέλος του πειράματος μετρήθηκε το χρώμα όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Κατόπιν σε ένα δεύτερο πείραμα, σε ορισμένα φύλλα χρησιμοποιήθηκε η επιλεγμένη θερμική μεταχείριση των 50oC για 30 sec και έπειτα συντηρήθηκαν σε συσκευασίες με ημιπερατή μεμβράνη στους 8oC για 15 ημέρες, ώστε να εκτιμηθεί η επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στη μετασυλλεκτική ποιότητα της ρόκας. Τα φύλλα όλων των μεταχειρίσεων πριν την τοποθέτηση τους στο ψυγείο εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο) για 120 sec και στέγνωσαν σε διηθητικό χαρτί. Στο δεύτερο πείραμα τα φύλλα τοποθετήθηκαν σε πλαστικά δοχεία διαστάσεων 15x10.5x4 cm. Τα δοχεία καλύφθηκαν με ημιπερατή μεμβράνη πάχους 16 μm (Fabbri Arti Grafiche S.R.L-Vignola, Modena, Italy). Η επιφάνεια της μεμβράνης του κάθε πακέτου ήταν 234 cm2. Η μεμβράνη είχε περατότητα στο O2 και CO2, 583 και 1750 ml.m-2.h-1.atm-1 αντίστοιχα, ενώ η περατότητα στην υγρασίας του αέρα ήταν 14.6 g.m-2.h-1.atm-1 στους 39oC και σχετική υγρασία 90% (η περατότητα της μεμβράνης μετρήθηκε από τον κατασκευαστή). Τα δοχεία τοποθετήθηκαν για συντήρηση διάρκειας 10 ημερών στους 8oC. Την 1η, 2η, 4η, 6η, 8η και 10η ημέρα συντήρησης 2 δείγματα αέρα του 1 ml ελήφθησαν από κάθε δοχείο για τον προσδιορισμό του CO2 και του αιθυλενίου. Παράλληλα, την 5η ημέρα σε τρία δοχεία (επαναλήψεις) του μάρτυρα και της θερμικής μεταχείρισης πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση της ποιότητας, μέτρηση χρώματος και χλωροφύλλης. Στη συνέχεια τα φύλλα από το κάθε δοχείο ομογενοποιήθηκαν σε μίξερ για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης τους. Για κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 επαναλήψεις (δοχεία). Η οπτική εκτίμηση της ποιότητας αφορούσε τρεις παραμέτρους, την φρεσκάδα σε μια κλίμακα από το 9 έως το 1 (όπου 9=πολύ καλή, 7=καλή, 5=μέτρια-μόλις αποδεκτή για αγορά, 3=μέτρια-μόλις αποδεκτή για κατανάλωση και 1=απαράδεκτη), τη ζημία στα φύλλα σε μια κλίμακα από το 0 έως το 3 (όπου 0=καμμία, 1=μικρή, 2=μέτρια και 3=έντονη) και το κιτρίνισμα όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 22. Το χρώμα και η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (α, β και ολική) προσδιορίστηκαν όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2, σελ. 23. Η χημική σύσταση (διαλυτά στερεά συστατικά-δσσ, ασκορβικό οξύ, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες, ολική αντιοξειδωτική ικανότητα.) μετρήθηκαν όπως περιγράφονται στο κεφάλαιο 2, σελ

93 Η σύγκριση των αποτελεσμάτων για τις συγκεντρώσεις του CO2 και του αιθυλενίου πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων της φρεσκάδας, του κιτρινίσματος, του χρώματος, της χλωροφύλλης και της σύστασης των φύλλων πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το κάθε πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δεύτερων πειραμάτων Αποτελέσματα Πείραμα 1: Στα φύλλα του μάρτυρα παρατηρήθηκε μικρής βαθμολόγησης κιτρίνισμα την 4η ημέρα συντήρησης, ενώ κατόπιν αυτό αυξήθηκε φθάνοντας τη μέγιστη τιμή (4,3) την τελευταία ημέρα (9η) συντήρησης. Η εμβάπτιση των φύλλων σε νερό 50oC για 30 sec ή και περισσότερα προκάλεσε σημαντική μείωση του κιτρινίσματος την 7η και 9η ημέρα συντήρησης, ενώ στο τέλος της συντήρησης ακόμα και στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν για 20 sec καταγράφηκε σημαντικά λιγότερο κιτρίνισμα από τον μάρτυρα (Σχ. 7.1Α). Μετά την εμβάπτιση των φύλλων στους 52,5oC για 25 ή 30 sec, παρατηρήθηκαν σημαντικά χαμηλότερες τιμές κιτρινίσματος από τον μάρτυρα από την 7η ημέρα συντήρησης και κατόπιν, ενώ σημαντικά χαμηλότερες τιμές κιτρινίσματος από το μάρτυρα την τελευταία ημέρα συντήρησης καταγράφηκε και στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν μόνο για 20 sec (Σχ. 7.1Β). Στα φύλλα που εμβαπτίστηκαν στους 55oC για 4, 5 ή 6 sec παρατηρήθηκαν σημαντικά χαμηλότερες τιμές κιτρινίσματος από τον μάρτυρα μόνο την 7η ημέρα συντήρησης (Σχ. 7.1Γ). Σε ορισμένες περιπτώσεις συνδυασμών θερμοκρασίας και διάρκειας εμβάπτισης που παρατηρήθηκε σημαντική μείωση του κιτρινίσματος των φύλλων μετά από συντήρηση 9 ημερών στους 10oC, καταγράφηκαν σημαντικές ζημίες στα φύλλα με χρόνο εμβάπτισης 50 sec και άνω στους 50oC ή εμβάπτιση 20 δευτερολέπτων και άνω στους 52,5oC και 6 δευτερολέπτων στους 55oC (Σχ. 7.2Α-Γ). Με βάση τα παραπάνω, προκύπτει ότι η εμβάπτιση φύλλων ρόκας στους 50oC για sec διαπιστώθηκε ότι επέδρασε σημαντικά στη μείωση του κιτρινίσματος κατά τη συντήρηση τους χωρίς να υποβαθμίσει την ποιότητας τους λόγω ζημιών (Σχ. 7.2Α). Η θετική αυτή επίδραση καταγράφηκε και στις παραμέτρους του χρώματος των φύλλων, περιορίζοντας σημαντικά τις μεταβολές σε 77

94 σχέση με τον μάρτυρα (Σχ. 7.3Α-Γ). Πείραμα 2: Όσον αφορά τη συγκέντρωση του CO2 στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη, καταγράφηκε η μέγιστη τιμή (2,1%) την 1 η ημέρα συντήρησης σε όλες τις μεταχειρίσεις, ενώ κατόπιν μειώθηκε προοδευτικά έως την 4η ημέρα οπότε και σταθεροποιήθηκε σε επίπεδα του 1% περίπου με μικρές διακυμάνσεις (Σχ. 7.4Α). Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των φύλλων του μάρτυρα και εκείνων με την θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec), εκτός από την 4η ημέρα συντήρησης. Η συγκέντρωση του αιθυλενίου στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη, αυξήθηκε τις πρώτες ημέρες συντήρησης έχοντας τη μέγιστη της τιμή, την 1η και 2η ημέρα συντήρησης στα φύλλα του μάρτυρα και της θερμικής μεταχείρισης, αντίστοιχα (Σχ. 7.4Β). Από την 2η ημέρα συντήρησης η συγκέντρωση του αιθυλενίου παρέμεινε σταθερή στις συσκευασίες του μάρτυρα, ενώ στις συσκευασίες της θερμικής μεταχείρισης καταγράφηκαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις αιθυλενίου μέχρι και την 4η ημέρα συντήρησης. Την 6η ημέρα η συγκέντρωση του αιθυλενίου στις συσκευασίες της θερμικής μεταχείρισης μειώθηκε στα επίπεδα του μάρτυρα και κατόπιν παρέμεινε σταθερή. Στα φύλλα του μάρτυρα καταγράφηκαν απώλειες κατά 1,6 και 3,4% του αρχικού τους βάρους μετά από 5 και 10 ημέρες συντήρησης στους 8oC, αντίστοιχα, ενώ στα φύλλα της θερμικής μεταχείρισης διαπιστώθηκαν σημαντικά μικρότερες απώλειες (Σχ. 7.5). Τόσο στα φύλλα του μάρτυρα όσο και εκείνα της θερμικής μεταχείρισης παρατηρήθηκε μείωση της φρεσκάδας κατά τη συντήρηση, όμως εκείνα στα οποία χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση ήταν φρεσκότερα σε όλη την διάρκεια συντήρησης (Σχ. 7.6). Στα φύλλα στα οποία χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση παρατηρήθηκε σημαντικά λιγότερο κιτρίνισμα από τον μάρτυρα μετά από 5 και 10 ημέρες στους 8oC (Σχ. 7.7). Στα φύλλα του μάρτυρα καταγράφηκαν σημαντικές μεταβολές στις παραμέτρους του χρώματος (δηλαδή αύξηση του L* και C* και μείωση της γωνίας Ho) ήδη από την 5η ημέρα συντήρησης που συνεχίστηκαν μέχρι το τέλος της συντήρησης, σε αντίθεση με τα φύλλα της θερμικής μεταχείρισης, με εξαίρεση τη γωνία Ho τη 10η ημέρα που όμως ήταν σημαντικά καλύτερη από το μάρτυρα (Πίνακας 7.1). Η περιεκτικότητα των φύλλων του μάρτυρα σε χλωροφύλλη α και ολική, μειώθηκε σημαντικά κατά την διάρκεια συντήρησης, ενώ η θερμική μεταχείριση περιόρισε σημαντικά τις απώλειες αυτών των παραμέτρων για τις 10 ημέρες συντήρησης στους 8oC (Πίνακας 7.2). Η περιεκτικότητα των φύλλων σε χλωροφύλλη β δεν επηρεάστηκε από την 78

95 διάρκεια συντήρησης, καθώς και από την θερμική μεταχείριση. Τα ΔΣΣ και τα νιτρικά ιόντα δεν επηρεάστηκαν από την διάρκεια συντήρησης και από την θερμική μεταχείριση, ενώ το ασκορβικό οξύ μειώθηκε σημαντικά μετά από 10 ημέρες συντήρησης, χωρίς όμως σημαντική διαφορά μάρτυρα και θερμικής μεταχείρισης (Πίνακας 7.3). Οι ολικές διαλυτές φαινόλες μειώθηκαν σημαντικά μετά από 5 ή 10 ημέρες στους 8oC στον μάρτυρα και στη θερμική μεταχείριση, με τον μάρτυρα να έχει σημαντικά περισσότερες φαινόλες από τη θερμική μεταχείριση την 5η ημέρα συντήρησης. Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα των φύλλων δεν επηρεάστηκε από τη συντήρηση ή την θερμική μεταχείριση, με εξαίρεση τη σημαντικά μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα στα φύλλα της θερμικής μεταχείρισης μετά από 10 ημέρες συντήρησης (Πίνακας 7.3). 7.5 Συζήτηση Η διάσπαση της χλωροφύλλης που προκαλεί το κιτρίνισμα των φύλλων είναι η σημαντικότερη αλλαγή που παρατηρείται σε φύλλα ρόκας κατά τη συντήρηση με συνέπεια τη σημαντική μείωση της ζωής στο ράφι. Με τη χρήση της θερμικής μεταχείρισης (διάφοροι συνδυασμοί θερμοκρασίας-χρόνου έκθεσης) σε φύλλα πριν τη συντήρηση, παρατηρήθηκε ότι θερμική μεταχείριση στους 50oC για sec μείωσε σημαντικά το κιτρίνισμα, χωρίς ζημιές στους ιστούς. Σημαντική μείωση του κιτρινίσματος με την θερμική μεταχείριση έχει αναφερθεί για το μπρόκολο, αγγούρι και καρπούς Oroblango (Chan και Linse, 1989; Kazami κ.ά., 1991; Tian κ.ά., 1996; Terai κ.ά., 1999; Forney, 1995; Rodov κ.ά. 2000). Η εμβάπτιση των φύλλων ρόκας σε νερό 50oC για 30 sec περιόρισε σημαντικά το κιτρίνισμα και διατήρησε καλύτερα την φρεσκάδα κατά τη συντήρηση για 5 ή 10 ημέρες στους 8oC σε συσκευασίες με ημιπερατή μεμβράνη. Το θετικό αυτό αποτέλεσμα καταγράφηκε στις παραμέτρους του χρώματος, την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α και ολική και την απώλεια βάρους. Οι απώλειες βάρους μετά από 10 ημέρες συντήρησης ήταν 3,4 και 2,2% για το μάρτυρα και την θερμική μεταχείριση αντίστοιχα, όταν για τα μαρούλια η μέγιστη επιτρεπτή απώλεια βάρους πάνω από την οποία είναι ακατάλληλα για εμπορία είναι 3-5%, ανάλογα με τον τύπο (Burton, 1982). Οι διεργασίες που εμπλέκονται στην διάσπαση της χλωροφύλλης στα πράσινα λαχανικά δεν είναι ακόμα πλήρως γνωστές (Garcia και Barrett, 2002), ενώ καμία αναφορά δεν υπάρχει για τους μηχανισμούς διάσπασης της χλωροφύλλης στη ρόκα. Σημαντική μείωση της δραστικότητας ορισμένων ενζύμων που σχετίζονται με την διάσπαση της χλωροφύλλης αναφέρονται για το μπρόκολο μετά από θερμική μεταχείριση όπως η 79

96 υπεροξειδάση για την διάσπαση της χλωροφύλλης, η οξειδάση της χλωροφύλλης, η χλωροφυλλάση και η ACC οξειδάση (Terai κ.ά., 1999; Funamoto κ.ά., 2002; 2003), ενώ και άλλα ένζυμα μπορεί να εμπλέκονται στους μηχανισμούς διάσπασης της χλωροφύλλης όπως λιποξυγενάση, Mg-αποχηλατάση και φαιοφορβίδιο α οξυγονάση (Matile κ.ά., 1999; Costa κ.ά., 2005). Η συγκέντρωση του CO2 στην αέρια φάση των συσκευασιών με ημιπερατή μεμβράνη, παρέμεινε σε χαμηλά επίπεδα χωρίς διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων (μέση τιμή 1,1 και 1,2% για το μάρτυρα και την θερμική μεταχείριση, αντίστοιχα), με εξαίρεση την 4η ημέρα,. Η χαμηλή συγκέντρωση του CO2 στις συσκευασίες παρά τον υψηλό ρυθμό παραγωγής CO2 των φύλλων ρόκας (κεφάλαιο 2, σελ. 28 και κεφάλαιο 3, σελ. 37), πιθανόν οφείλεται στην υψηλή διαπερατότητα στο CO2 της μεμβράνης που χρησιμοποιήθηκε. Αυξημένη αναπνοή μετά από θερμική μεταχείριση έχει αναφερθεί σε νωπό τεμαχισμένο κρεμμυδάκι και σκόρδο (Cantwell κ.ά., 2001), ενώ αντίθετα σε νωπό τεμαχισμένο πεπόνι η θερμική μεταχείριση μείωσε σημαντικά την αναπνοή (Lamikanra και Watson, 2007). Αναφέρθηκε ότι η επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στη παραγωγή CO2 εξαρτάται από το είδος του ιστού καθώς και από άλλους παράγοντες (μέθοδο θερμικής μεταχείρισης, θερμοκρασία, διάρκεια έκθεσης) όπως έχει προταθεί από τη Lurie (1998). Η συγκέντρωση του αιθυλενίου στην αέρια φάση των συσκευασιών των φύλλων με την θερμική μεταχείριση ήταν σημαντικά υψηλότερη από τις συσκευασίες του μάρτυρα τις 5 πρώτες ημέρες συντήρησης. Αντίθετα, η θερμική μεταχείριση μείωσε την παραγωγή αιθυλενίου σε νωπό τεμαχισμένο μπρόκολο και πράσο (Terai κ.ά., 1999; Suzuki κ.ά., 2005; Tsouvaltzis κ.ά., 2007). Οι διαφορές όσον αφορά την επίδραση της θερμικής μεταχείρισης στην παραγωγή αιθυλενίου πιθανόν οφείλονται στο είδος του ιστού (φύλλο, ανθοκεφαλή, ψευδοβλαστός ) που αντιπροσωπεύουν τα παραπάνω προϊόντα. Όσον αφορά την διατροφική αξία, στα φύλλα του μάρτυρα παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στις ολικές διαλυτές φαινόλες και στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα μετά από 5 ημέρες συντήρησης στους 8oC καθώς και στο ασκορβικό οξύ μετά από 10 ημέρες συντήρησης. Στα φύλλα στα οποία χρησιμοποιήθηκε η θερμική μεταχείριση καταγράφηκε σημαντικά μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα από τον μάρτυρα την 10η ημέρα συντήρησης αλλά σημαντικά λιγότερες ολικές διαλυτές φαινόλες την 5η ημέρα συντήρησης. Οι Tsouvaltzis κ.ά. (2007) ανέφεραν επίσης, σημαντική μείωση στις φαινόλες νωπού τεμαχισμένου πράσου ύστερα από θερμική μεταχείριση (55oC για 17,5 λεπτά), μετά από 7 ημέρες συντήρηση στους 10oC. 80

97 7.6 Συμπεράσματα Η εμβάπτιση φύλλων ρόκας στους 50oC για 30 sec περιόρισε σημαντικά την διάσπαση της χλωροφύλλης, μειώνοντας το κιτρίνισμα που παρατηρείται κατά τη συντήρηση. Επιπλέον, η θερμική μεταχείριση μείωσε την απώλεια βάρους χωρίς να επηρεάσει τις κυριότερες παραμέτρους της χημικής σύστασης. 81

98 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 Α 0 sec 10 sec 20 sec 30 sec 40 sec 50 sec 60 sec ΕΣΔ 5% 0 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 Β 0 sec 5 sec 10 sec 15 sec 20 sec 25 sec 30 sec ΕΣΔ 5% 0 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 0 sec 1 sec 2 sec 3 sec 4 sec 5 sec 6 sec 4 3 Γ 2 1 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) 8 10 Σχήμα 7.1. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας κατά τη συντήρηση 9 ημερών στους 10oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους σε θερμό νερό στους 50 (Α), 52,5 (Β) και 55oC (Γ). Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 6 φύλλα. 82

99 3 o Α Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) Διάρκεια εμβάπτισης (sec) 70 3 o 52,5 C Β Ζημία (κλιμακα 0-3) Διάρκεια εμβάπτισης (sec) 5 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) Ζημία (κλίμακα 0-3) 50 C 35 3 o 55 C Γ Ζημία (κλίμακα 0-3) Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) Διάρκεια εμβάπτισης (sec) 6 7 Σχήμα 7.2. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο και 5=κίτρινο) και η ζημία (σε κλίμακα από 0 έως 3, όπου 0=καθόλου και 3=έντονη) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 9 ημερών στους 10oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους σε θερμό νερό στους 50 (Α), 52,5 (Β) και 55oC (Γ). Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 6 φύλλα 83

100 60 ΕΣΔ 5% 50 L* ΕΣΔ 5% C* ΕΣΔ 5% H ο Διάρκεια εμβάπτισης (sec) Σχήμα 7.3. Οι παράμετροι του χρώματος L* (Α), C* (Β) και Ho (Γ) φύλλων ρόκας μετά από συντήρηση 9 ημερών στους 10oC. Πριν τη συντήρηση τα φύλλα εμβαπτίστηκαν για διάφορους χρόνους σε θερμό νερό στους 50 (Α), 52,5 (Β) και 55oC (Γ). Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 6 φύλλα. Η οριζόντια διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις τιμές πριν από τη συντήρηση (χρόνος 0). 84

101 Α Μάρτυρας ΘΜ CO2 (%) Β 6 Μάρτυρας ΘΜ -1 C2H4 (μl l ) Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) 10 Σχήμα 7.4. Συγκέντρωση CO2 (A) και αιθυλενίου (B) στην αέρια φάση της συσκευασίας με ημιπερατή μεμβράνη φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 8oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων. 85

102 Μάρτυρας Απώλειες βάρους (%) 4 ΘΜ 3 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) 10 Σχήμα 7.5. Οι απώλειες βάρους (%) φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 8oC. Το Φρεσκάδα (κλίμακα 9-1) κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων. Μάρτυρας 9 ΘΜ 7 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) 10 Σχήμα 7.6. Η φρεσκάδα (σε κλίμακα από 9=πολύ καλή έως 1=απαράδεκτη) φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 8oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων. 86

103 Κιτρίνισμα (κλίμακα 1-5) 5 Μάρτυρας ΘΜ 4 3 ΕΣΔ 5% Διάρκεια συντήρησης (ημέρες) Σχήμα 7.7. Κιτρίνισμα (σε κλίμακα από 1 έως 5, όπου 1=βαθύ πράσινο έως 5=κίτρινο) φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά την διάρκεια συντήρησης 10 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων. Πίνακας 7.1. Οι παράμετροι του χρώματος L*, Ho και C* φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά τη συντήρηση 10 ημερών στους 8oC, σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Μεταχείριση Μάρτυρας ΘΜ z y L* H o Συντήρηση Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα 46,66 d 50,66 b 53,46 a 126,00 a 124,41 b 122,11 c 37,95 c 42,20 b 44,25 a Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα 46,66 cd 46,49 d 47,96 c 126,00 a 126,11 a 124,39 b 37,95 c 37,28 c 38,08 c z,y C* Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας 0,05 87

104 Πίνακας 7.2. Η περιεκτικότητα χλωροφύλλης (α, β και ολική) φύλλων ρόκας του μάρτυρα και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά τη συντήρηση 10 ημερών στους 8oC, σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Μεταχείριση Μάρτυρας ΘΜ z y Χλωροφύλλη α (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη β (μg/g ν.β.) Χλωροφύλλη ολική (μg/g ν.β.) Συντήρηση Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα 0,95 a 0,75 c 0,59 d 0,22 a 0,17 ab 0,16 b 1,17 a 0,92 b 0,75 c Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα 0,95 a 0,85 b 0,84 b 0,22 a 0,20 ab 0,21 ab 1,17 a 1,05 ab 1,05 ab z,y Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας 0,05 Πίνακας 7.3. Ασκορβικό οξύ, διαλυτά στερεά συστατικά, νιτρικά ιόντα, ολικές διαλυτές φαινόλες και συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) φύλλων ρόκας χωρίς και με θερμική μεταχείριση (50oC για 30 sec) κατά τη συντήρηση 10 ημερών στους 8oC σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη. Μεταχείριση Συντήρηση Ασκορβικό οξύ (mg/100g ν.β.) ΔΣΣ (%) Νιτρικά (μg/g ν.β.) Φαινόλες DPPH (GAE/g ν.β.) (AEAC/100g ν.β.) Μάρτυρας Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα z,y 113,65 a 96,73 a 64,41 b 4,13 a 3,80 a 3,97 a 230,22 ab 285,24 a 267,53 ab 1,10 a 1,01 b 0,80 d 13,76 bc 13,17 c 15,54 b ΘΜ Χρόνος 0 5η ημέρα 10η ημέρα 113,65 a 97,95 a 67,97 b 4,13 a 4,13 a 4,53 a 230,22 ab 278,48 a 214,08 b 1,10 a 0,92 c 0,76 d 13,76 bc 13,97 bc 18,61 a z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός της κάθε στήλης με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΚΙΛΊΑΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΟΥ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) 8.1 Περίληψη Σε νωπό τεμαχισμένο ροδάκινο, διερευνήθηκε η επίδραση της ποικιλίας στη ζωής στο ράφι. Σε 8 από τις 12 ποικιλίες που δοκιμάστηκαν (May Crest, Spring Crest, Spring Belle, Red Haven, Sun Crest, Elegant Lady, July Lady, Sun Cloud) καταγράφηκε ζωή στο ράφι μικρότερη από 2 ημέρες. Αντίθετα στις ποικιλίες Flavor Crest, Royal Gem, Fayette και June Gold, διαπιστώθηκε ζωή στο ράφι 7,3, 6,5, 4,8, και 4,5 ημέρες, αντίστοιχα. 8.2 Εισαγωγή Η επιλογή της κατάλληλης ποικιλίας για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα και λαχανικά είναι πολύ σημαντική, καθώς η ποικιλία επηρεάζει τη ζωή στο ράφι σε πολλά νωπά τεμαχισμένα προϊόντα όπως μήλο, αχλάδι, ροδάκινο, νεκταρίνι, μαρούλι κ.ά. (Kim κ.ά., 1993; Loiza-Velarde κ.ά., 1996; Gorny κ.ά., 1999; Gorny κ.ά., 2000; Abbott κ.ά., 2004). Θεωρητικά, οι καταλληλότερες ποικιλίες για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα είναι εκείνες που περιέχουν χαμηλά επίπεδα πολυφαινολοξειδάσης (PPO) ή φαινολικών ουσιών ή και τα δύο (Garcia και Barrett, 2002). Στην Ελλάδα σήμερα καλλιεργούνται πάρα πολλές ποικιλίες επιτραπέζιου ροδάκινου (Βασιλακάκης, 1996). Σκοπός του πειράματος ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της ποικιλίας στη ζωή στο ράφι νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. 8.3 Υλικά και μέθοδοι Καρποί από διάφορες ποικιλίες επιτραπέζιου ροδάκινου που καλλιεργούνται στη περιοχή της Ημαθίας (Α.Σ. Μέσης) μεταφέρθηκαν τις ημέρες συγκομιδής τους στο Εργαστήριο Δενδροκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εκεί παρέμειναν στους 20oC μέχρι να αποκτήσουν το κατάλληλο στάδιο ωριμότητας για τεμαχισμό, αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Ν (Gorny κ.ά., 1998), και ακολούθως διατηρήθηκαν για 1 3 ημέρες στους 0oC, μέχρι το τεμαχισμό τους. Οι 89

106 ποικιλίες και οι ημερομηνίες συγκομιδής των καρπών το έτος 2005 ήταν : May crest (2 Ιουνίου), Spring crest (13 Ιουνίου), Spring belle (13 Ιουνίου), June Gold (23 Ιουνίου), Royal Gem (23 Ιουνίου), Red Heaven (5 Ιουλίου), Flavor crest (5 Ιουλίου), Sun crest (25 Ιουλίου), Elegant Lady (25 Ιουλίου), July Lady (25 Ιουλίου), Sun cloud (25 Ιουλίου) και Fayette (19 Αυγούστου). Έπειτα οι καρποί αποφλοιώθηκαν και τεμαχίστηκαν σε 8 φέτες ο κάθε ένας, οι οποίες εμβαπτίστηκαν για 60 sec σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο). Στη συνέχεια οι φέτες κατατάχθηκαν σε 3 επαναλήψεις, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 10 φέτες, ενώ το κάθε τεμάχιο προέρχονταν από διαφορετικό καρπό. Οι φέτες τοποθετούνταν για συντήρηση στους 5oC και σε συνθήκες υψηλής σχετικής υγρασίας για 6 ημέρες. Την 1η, 2η, 4η και 6η ημέρα πραγματοποιήθηκε οπτική αξιολόγηση της ποιότητας των φετών σε κλίμακα από το 9 έως το 1 (όπου 9 = άριστηόπως ήταν αμέσως μετά την κοπή, 7 = πολύ καλή, 5 = καλή - όριο εμπορευσιμότητας, 3 = μέτρια όριο για κατανάλωση, 1= απαράδεκτη). Με βάση την οπτική αξιολόγηση εκτιμήθηκε η ζωή στο ράφι (shelf life) του προϊόντος, με τη χρήση πολυωνυμικών εξισώσεων. Ως όριο χρησιμοποιήθηκε η βαθμολογία 5 κάτω από την οποία θεωρήθηκε ότι το προϊόν ήταν ακατάλληλο για εμπορία. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων της διάρκειας ζωής στο ράφι πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που εφαρμόστηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0, Αποτελέσματα Η ζωή στο ράφι μεταξύ των 12 ποικιλιών στους 5oC κυμάνθηκε από 1 ημέρα μέχρι περισσότερες από 7 ημέρες (Σχ. 8.1). Σε 8 από τις 12 ποικιλίες (May Crest, Spring Crest, Spring Belle, Red Haven, Sun Crest, Elegant Lady, July Lady, Sun Cloud) παρατηρήθηκε ζωή στο ράφι μικρότερη από 2 ημέρες. Οι ποικιλίες με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής στο ράφι 7.3, 6.5, 4.8, 4.5 ημέρες, ήταν οι Flavor Crest, Royal Gem, Fayette και June Gold, αντίστοιχα Συζήτηση Στα αποτελέσματα καταγράφηκε η σημαντική επίδραση της ποικιλίας στη ζωή στο ράφι του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. Παρόμοια αποτελέσματα που αφορούν την επίδραση της ποικιλίας στη ζωή στο ράφι των νωπών τεμαχισμένων προϊόντων έχουν 90

107 αναφερθεί για μήλο, αχλάδι και ροδάκινο (Abbott κ.ά., 2004; Gorny κ.ά., 2000; Gorny s in t gc Sp res rin t gb Ju ell e ne Ro Gol ya d l Re Gem dh ea v Fl av en or cr e Su st El ncr eg e an st tl a Ju dy ly La Su dy nc lo u Fa d ye tt e ΕΣΔ 5% Sp r M ay cr e Ζωή στο ράφι (ημέρες) κ.ά., 1999). Σχήμα 8.1. Η ζωή στο ράφι σε ημέρες νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου σε φέτες από διάφορες ποικιλίες κατά τη συντήρηση στους 5oC. 91

108 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ CO2 ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) ΚΑΤΑ ΤΗ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ 9.1 Περίληψη Ακέραιοι καρποί ροδάκινου, ολόκληροι αποφλοιωμένοι, τεμαχισμένοι σε φέτες με φλοιό και αποφλοιωμένοι σε φέτες, συντηρήθηκαν για 6 ημέρες στους 5oC σε ένα ανοιχτό σύστημα συνεχούς ροής αέρα όπου προσδιορίστηκαν ο ρυθμός παραγωγής CO2 και αιθυλενίου καθώς και η ποιότητα (οπτική αξιολόγηση και διατροφική αξία). Πριν τη συντήρηση, οι αποφλοιωμένοι ολόκληροι καρποί και οι φέτες, περιείχαν σημαντικά λιγότερες φαινόλες, ανθοκυάνες, συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα και τιμές ph και υψηλότερη Ο.Ο. Η αποφλοίωση των ακέραιων καρπών διαπιστώθηκε ότι είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση στην παραγωγή CO2 μόνο για τις 10 πρώτες ώρες συντήρησης, ενώ ο τεμαχισμός των ακέραιων φρούτων με ή χωρίς αποφλοίωση προκάλεσε αύξηση στην παραγωγή CO2 πάνω από 110 και 91%, αντίστοιχα σε όλη τη διάρκεια συντήρησης. Η παραγωγή C2H4 αυξήθηκε κατά 406% στους αποφλοιωμένους καρπούς, 519% στις αποφλοιωμένες φέτες και 752% στις φέτες με φλοιό σε σχέση με τους ακέραιους καρπούς σε όλη τη διάρκεια συντήρησης. Η παραγωγή CO2 και C2H4 του φλοιού των καρπών ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από όλες τις άλλες μεταχειρίσεις. Τα ΔΣΣ, το ph, η Ο.Ο., τα ολικά καροτινοειδή και οι ανθοκυάνες, επηρεάστηκαν σημαντικά από την αποφλοίωση και τη συντήρηση, ενώ οι φαινόλες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα επηρεάστηκαν κυρίως από την αποφλοίωση. Οι απώλειες για τις αποφλοιωμένες φέτες μετά από 6 ημέρες στους 5oC ήταν περίπου 9, 25, 14 και 19% στα καροτινοειδή, τις ανθοκυάνες, τις φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, αντίστοιχα, ενώ η ποιότητα με βάση την οπτική αξιολόγηση μειώθηκε, κάτω από το όριο εμπορευσιμότητας. Επομένως, ο τραυματισμός (τεμαχισμός ή/και η αποφλοίωση) του ροδάκινου προκάλεσε την αύξηση της παραγωγής CO2 και αιθυλενίου και υποβάθμισε την ποιότητα με κριτήριο την οπτική αξιολόγηση σε αντίθεση με τις μικρές απώλειες στη 92

109 χημική σύσταση. 9.2 Εισαγωγή Για την προετοιμασία του νωπού τεμαχισμένου φρούτου ο ακέραιος καρπός χρειάζεται να υποστεί κάποια προετοιμασία που συνήθως περιλαμβάνει αποφλοίωση και τεμαχισμό. Όσον αφορά το ρυθμό αναπνοής, γενικά αυξημένη αναπνοή αναφέρεται για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα σε σχέση με τα ακέραια (Agar κ.ά., 1999; Luna-Guzman κ.ά., 1999) με τις διαφορές να είναι μεγαλύτερες στις υψηλότερες θερμοκρασίες συντήρησης (Watada κ.ά., 1996; Lu και Xu, 2004; Mao κ.ά., 2006). Επειδή ο ρυθμός αναπνοής υποδηλώνει το βαθμό φθαρτότητας ενός προϊόντος, ο αυξημένος ρυθμός αναπνοής στα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής στο ράφι σε σχέση με τα ακέραια φρούτα (Lee κ.ά., 2003). Σημαντική αύξηση του ρυθμού παραγωγής αιθυλενίου ως συνέπεια του τεμαχισμού, έχει αναφερθεί στο ακτινίδιο (Agar κ.ά., 1999) και παπάγια (Paull και Chen 1997). Σε αντίθεση, κάποια άλλα φρούτα αντιδρούν διαφορετικά στον τραυματισμό, και συγκεκριμένα στο αχλάδι και το καρπούζι δεν καταγράφηκε αύξηση του ρυθμού παραγωγής του αιθυλενίου μετά από τεμαχισμό (Gorny κ.ά., 2000; Mao κ.ά., 2006). Αν και έχει μελετηθεί η επίδραση της αποφλοίωσης και του τεμαχισμού στην παραγωγή CO2 και αιθυλενίου διαφόρων φρούτων (Agar κ.ά., 1999; Paull και Chen 1997; Watada κ.ά., 1996), οι πληροφορίες για το ροδάκινο περιορίζονται στο προσδιορισμό του ρυθμού αναπνοής τεμαχίων και ακέραιου καρπού σε διάφορες θερμοκρασίες (Watada κ.ά., 1996). Σημασία για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα εκτός από την εμφάνιση και τη γεύση έχει και η διατροφική τους αξία (Βασιλακάκης, 2006), αφού αυτή είναι ένας από τους κυριότερους λόγους για τους οποίους αυτά καταναλώνονται, και ενδιαφέρει να διερευνηθεί πως αυτή επηρεάζεται από την επεξεργασία του τεμαχισμού. Ο τραυματισμός κατά τον τεμαχισμό μπορεί να επηρεάζει τη σύσταση, που καθορίζει και την διατροφική τους αξία, των νωπών τεμαχισμένων φρούτων σε σχέση με τα ακέραια, κατά τη συντήρηση που ακολουθεί τον τεμαχισμό τους (Robards κ.ά., 1999; Gil κ.ά., 2006). Ωστόσο, καμία πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη όσον αφορά την επίδραση της αποφλοίωσης και του τεμαχισμού στη σύσταση και στα αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά ροδάκινου κατά τη συντήρηση που ακολουθεί. Σκοπός του πειράματος ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της αποφλοίωσης και του τεμαχισμού στο ρυθμό παραγωγής CO2 και αιθυλενίου του νωπού ροδάκινου καθώς και στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του τεμαχισμένου καρπού κατά τη συντήρηση. 93

110 9.3 Υλικά και μέθοδοι Καρποί από τη ποικιλία επιτραπέζιου ροδάκινου Fayette που ελήφθησαν από την περιοχή της Ημαθίας (Α.Σ. Μέσης) την ημέρα συγκομιδής τους (16 Αυγούστου 2006), μεταφέρθηκαν στο Εργαστήριο Δενδροκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εκεί παρέμειναν στους 20oC μέχρι να αποκτήσουν το κατάλληλο στάδιο ωριμότητας για τεμαχισμό, αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Ν (Gorny κ.ά., 1998), και κατόπιν διατηρήθηκαν για 2 ημέρες στους 0oC, μέχρι την επεξεργασία τους. Οι μεταχειρίσεις του πειράματος ήταν: 1) Ακέραιοι καρποί, 2) Ολόκληροι αποφλοιωμένοι καρποί, 3) Καρποί τεμαχισμένοι σε φέτες με φλοιό, 4) Αποφλοιωμένοι καρποί σε φέτες και 5) Φλοιός. Αμέσως μετά την επεξεργασία οι καρποί και οι φέτες εμβαπτίστηκαν για 60 sec σε διάλυμα NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο). Ύστερα τοποθετήθηκαν σε γυάλινες φιάλες 2 l, που συνδέθηκαν σε σύστημα συνεχούς ροής αέρα (30 ml min-1) εμπλουτισμένου με υγρασία, και συντηρήθηκαν για 6 ημέρες στους 5oC (Εικ. 9.1). Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν Εικόνα 9.1. Ανοιχτό σύστημα συνεχούς ροής, εμπλουτισμένου με υγρασία. 3 επαναλήψεις (φιάλες) με 3 καρπούς σε κάθε επανάληψη. Στο ανοιχτό σύστημα, προσδιορίστηκε η παραγωγή CO2 και αιθυλενίου κάθε 1-2 ημέρες, σε δείγματα αέρα 1 ml που ελήφθησαν από τον σωλήνα εξόδου της κάθε φιάλης. Η συγκέντρωση του CO2 μετρήθηκε σύμφωνα με τους Saltveit και Strike (1989) με την έγχυση του δείγματος σε συνεχές ρεύμα N2 που διερχόταν μέσα από αναλυτή CO2/O2 (model Combo 280, David Bishop Instruments, UK), ενώ η συγκέντρωση του αιθυλενίου μετρήθηκε με την έγχυση του δείγματος σε αέριο χρωματογράφο Varian 3300 (Varian Instruments, Walnut Creek, CA) εφοδιασμένου με ανιχνευτή ιονισμού της φλόγας. Στην αρχή και το τέλος του πειράματος (6η ημέρα) πραγματοποιήθηκε οπτική αξιολόγηση της ποιότητας (ΟΑΠ) σε κλίμακα από το 9 έως το 1 (όπου 9 = άριστη, 7 = πολύ καλή, 5 = καλή - όριο εμπορευσιμότητας, 3 = μέτρια όριο για κατανάλωση, 1= απαράδεκτη). Επιπρόσθετα, τις παραπάνω ημέρες προσδιορίστηκαν τα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ), το ph, η ογκομετρούμενη οξύτητα (Ο.Ο.), το ασκορβικό οξύ, τα ολικά 94

111 καροτινοειδή, οι ανθοκυάνες, οι ολικές διαλυτές φαινόλες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, σε δείγματα που συντηρήθηκαν στους 30oC μέχρι τον προσδιορισμό τους. Τα ΔΣΣ προσδιορίστηκαν με ηλεκτρονικό διαθλασίμετρο Atago PR-1 (Atago Co Ltd., Tokyo, Japan) σε χυμό που προέκυψε μετά από διήθηση ποσότητας πολτοποιημένου δείγματος μέσω φίλτρου Whatman No 1. Σε χυμό που προέκυψε μετά από διήθηση ποσότητας πολτοποιημένου δείγματος προσδιορίστηκε το ph, ενώ στη συνέχεια σε 5g χυμού προστέθηκαν 50 ml απεσταγμένου νερού και το δείγμα τιτλοδοτήθηκε με 0,1 N NaOH, μέχρι ph 8,2 και η οξύτητά του εκφράστηκε ως ποσοστό (%) μηλικού οξέος. Για την εκχύλιση του ασκορβικού οξέος, 10g πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 50 ml διαλύματος 1% οξαλικού οξέος σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH). Μετά από φυγοκέντρηση στα 5000 x g για 20 min, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός του ασκορβικού οξέος στο εκχύλισμα με το ρεφλεκτόμετρο RQflex (Merck, Darmstadt, Germany). Οι ολικές διαλυτές φαινόλες προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο που περιγράφεται από τους Scalbert κ.ά. (1989) και στηρίζεται στο γεγονός ότι αυτές οι ουσίες και κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες ανάλυσης αντιδρούν με το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu και σχηματίζεται ένα έγχρωμο (κυανό) σύμπλοκο με μέγιστο απορρόφησης στα 760 nm. Για την εκχύλιση των ολικών διαλυτών φαινολών, 5g πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 20 ml αιθανόλη 95% σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH) και φυγοκεντρήθηκαν στα 5000 x g για 20 min.το ίζημα εκχυλίστηκε για δεύτερη φορά με αιθανόλη 95% και στη συνέχεια και τρίτη φορά με αιθανόλη 5%. Στο σύνολο των τριών υπερκείμενων φάσεων, αφού αυτό συμπληρώθηκε με αιθανόλη 5% μέχρι τελικού όγκου 100 ml, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός των ολικών διαλυτών φαινολών ως εξής: Ποσότητα 2,5 ml από το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu (αραιωμένο 10 φορές με απεσταγμένο νερό) και 2 ml διαλύματος Νa2CO3 (75 g/l) προστέθηκαν σε 0,5 ml του δείγματος. Η προσθήκη του Νa2CO3 πραγματοποιήθηκε μέσα σε χρονικό διάστημα 30 sec ως 8 min από την προσθήκη του αντιδραστηρίου Folin-Ciocalteu. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε υδατόλουτρο στους 50oC για 5 min και μετά από ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου, μετρήθηκε η απορρόφηση του διαλύματος στα 760 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Τα δεδομένα των μετρήσεων εκφράστηκαν ως mg γαλλικού οξέος (GAE)/g ν.β. Η πρότυπη καμπύλη αναφοράς πραγματοποιήθηκε με μέτρηση της απορρόφησης διαλυμάτων γνωστής συγκέντρωσης γαλλικού οξέος (8-80 μg/ml), που προέκυψαν από αραιώσεις πυκνού διαλύματος (80 mg/100ml). 95

112 Τα ολικά καροτινοειδή προσδιορίστηκαν χρωματομετρικά με τροποποίηση της μεθόδου του Kuti (2004). Δύο γραμμάρια πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 20 ml εξάνιο/ακετόνη/αιθανόλη (50:25:25, ό./ό.) και φυγοκεντρήθηκαν στα 6500 x g για 5 min (5oC). Η υπερκείμενη φάση του εξανίου, που περιείχε τις χρωστικές ουσίες συμπληρώθηκε με εξάνιο μέχρι τελικού όγκου 10 ml. Έπειτα μετρήθηκε η απορρόφηση του διαλύματος στα 450 nm σε φασματοφωτόμετρο Spectronic 20D. Ο υπολογισμός των ολικών καροτινοειδών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του ειδικού συντελεστή απόσβεσης για το β-καροτίνιο, E1%=2505 (Rodriguez-Amaya, 1999). Οι ανθοκυάνες προσδιορίστηκαν χρωματομετρικά με τη μέθοδο των Zheng και Tian (2006). Δύο γραμμάρια πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 15 ml οξινισμένη μεθανόλη (0,15% HCl:95% μεθανόλη = 15:85). Στο διάλυμα που προέκυψε μετά από διήθηση του εκχυλίσματος μέσω φίλτρου Whatman No 1 μετρήθηκε η απορρόφηση του στα 530, 620 και 650 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Ο υπολογισμός των ανθοκυανών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση της εξίσωσης : ΔΑ/ml = (A530 A620) 0,1 (A650 A620) (Proctor, 1974). Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα προσδιορίστηκε χρωματομετρικά με τροποποίηση της μεθόδου των Brand-Williams κ.ά. (1995) και στηρίζεται στo γεγονός ότι το DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) αποτελεί μια ελεύθερη ρίζα με έντονο βιολετί χρώμα, με μέγιστο απορρόφησης στα 517 nm, η οποία μετατρέπεται σε άχρωμη ουσία όταν το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο συνδέεται με ένα υδρογόνο των αντιοξειδωτικών. Για την εκχύλιση των αντιοξειδωτικών ουσιών, πέντε γραμμάρια πολτοποιημένου δείγματος ομογενοποιήθηκαν με 25 ml μεθανόλης σε συσκευή Polytron (Kinematika GmbH) και φυγοκεντρήθηκαν στα 5000 x g για 10 min. Η υπερκείμενη φάση συμπληρώθηκε με μεθανόλη μέχρι τελικού όγκου 25 ml. Ποσότητα 50 μl από το διάλυμα προστέθηκε σε 2950 μl διαλύματος μεθανόλης του αντιδραστηρίου DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 100μM. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι, και ακριβώς 30 λεπτά μετά την προσθήκη του εκχυλίσματος μετρήθηκε η απορρόφηση τους στα 517 nm σε φασματοφωτόμετρο Helios A. Ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκαν 50 μl μεθανόλης σε 2950 μl διαλύματος DPPH. Η πρότυπη καμπύλη αναφοράς πραγματοποιήθηκε με μέτρηση της μείωσης της απορρόφησης διαλυμάτων γνωστής συγκέντρωσης ασκορβικού οξέος (0,2-0,005 mg/ml). Τα δεδομένα των μετρήσεων εκφράστηκαν ως mg ασκορβικού οξέος (AEAC) ανά 100 g ν.β. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων όσον αφορά το ρυθμό παραγωγής CO2 και αιθυλενίου, πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας 96

113 (ANOVA) των δεδομένων της οπτικής αξιολόγησης και της χημικής σύστασης των ιστών πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan ή με την ΕΣΔ, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος Αποτελέσματα Η επίδραση της αποφλοίωσης στη χημική σύσταση του καρπού πριν τη συντήρηση. Δεν παρατηρήθηκε σημαντική επίδραση της αποφλοίωσης στην περιεκτικότητα ΔΣΣ, ασκορβικού οξέος και ολικών καροτενοειδών (Πίνακας 9.1 & 9.2). Οι αποφλοιωμένοι καρποί ή αποφλοιωμένες φέτες περιείχαν σημαντικά λιγότερες φαινόλες, ανθοκυάνες, συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα και τιμές ph και υψηλότερη Ο.Ο. Η επίδραση του τεμαχισμού και της αποφλοίωσης στην παραγωγή CO2 κατά τη συντήρηση. Η παραγωγή CO2 στους ακέραιους καρπούς ροδάκινου παρέμεινε σταθερή σε όλη τη διάρκεια συντήρησης, με μικρές μεταβολές έχοντας μια μέση τιμή 22,07 mg kg-1 h-1 (Σχ. 9.1Α). Στους ολόκληρους αποφλοιωμένους καρπούς καταγράφηκε κατά τη διάρκεια των 10 πρώτων ωρών συντήρησης σημαντική αύξηση στην παραγωγή CO2, ενώ από την 1η ημέρα και μέχρι το τέλος της συντήρησης παρατηρήθηκαν μικρές μεταβολές χωρίς να διαφέρουν σημαντικά από τους ακέραιους καρπούς. Ο τεμαχισμός των καρπών σε φέτες διαπιστώθηκε ότι είχε ως άμεσο αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση στην παραγωγή CO2 ήδη από την 2η ώρα συντήρησης (περίπου διπλασιάστηκε), με το ρυθμό παραγωγής CO2 να παραμένει σταθερός χωρίς σημαντικές αλλαγές κατά τη διάρκεια της συντήρησης έχοντας μια μέση τιμή 42,14 mg kg-1 h-1. Ο συνδυασμός αποφλοίωσης και τεμαχισμού υπερδιπλασίασε τη παραγωγή CO2 σε σχέση με τους ακέραιους καρπούς ήδη από την 2η ώρα συντήρησης, διαφορά που παρέμεινε σε αυτά περίπου τα επίπεδα μέχρι τέλους, ενώ η μέση τιμή για όλη τη συντήρηση ήταν 46, 47 mg kg-1 h-1 (Σχ. 9.1Α). Η παραγωγή CO2 στο φλοιό ροδάκινου ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από όλες τις άλλες μεταχειρίσεις σε όλη τη διάρκεια συντήρησης με μέση τιμή 138,81 mg kg-1 h-1. Η επίδραση του τεμαχισμού και της αποφλοίωσης στην παραγωγή C2H4 κατά τη συντήρηση. 97

114 Η παραγωγή αιθυλενίου στους ακέραιους καρπούς ροδάκινου παρέμεινε σε πολύ χαμηλά επίπεδα τις 2 πρώτες ημέρες συντήρησης και στη συνέχεια αυξήθηκε, με μέγιστη τιμή (0,39 μl kg-1 h-1) την τελευταία ημέρα συντήρησης (Σχ. 9.1Β). Στους ολόκληρους αποφλοιωμένους καρπούς παρατηρήθηκε συνεχώς αυξανόμενη παραγωγή αιθυλενίου, με σημαντικά μεγαλύτερη τιμή από τους ακέραιους καρπούς από την 1η ημέρα μέχρι και το τέλος της συντήρησης. Ο τεμαχισμός των καρπών σε φέτες προκάλεσε σημαντική αύξηση στην παραγωγή αιθυλενίου ήδη από την 4η ώρα και μέχρι το τέλος της συντήρησης, με μέγιστη τιμή την 6η ημέρα 2,81 μl kg-1 h-1. Ανάλογη παραγωγή αιθυλενίου με τις φέτες με φλοιό παρατηρήθηκε στις αποφλοιωμένες με εξαίρεση τις σημαντικά χαμηλότερες τιμές την 4η και 6η ημέρα συντήρησης (Σχ. 9.1Β). Στο φλοιό του ροδάκινου καταγράφηκε η υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου μεταξύ όλων των μεταχειρίσεων για όλο το χρονικό διάστημα της συντήρησης, με μέγιστη τιμή την 5η ημέρα (3,72 μl kg-1 h-1). Η επίδραση του τεμαχισμού και της αποφλοίωσης στην ποιότητα μετά τη συντήρηση. Στο τέλος της διάρκειας συντήρησης στους ακέραιους καρπούς καταγράφηκε η υψηλότερη βαθμολογία όσον αφορά την οπτική αξιολόγηση της ποιότητας μεταξύ όλων των μεταχειρίσεων (Σχ. 9.2), με τους αποφλοιωμένους καρπούς να έπονται έχοντας σημαντικά καλύτερες τιμές τόσο από τις αποφλοιωμένες όσο και τις φέτες με φλοιό. Δεν διαπιστώθηκε σημαντική διαφορά στην οπτική αξιολόγηση της ποιότητας μεταξύ των φετών με ή χωρίς φλοιό μετά από 6 ημέρες στους 5oC. Η επίδραση του τεμαχισμού και της αποφλοίωσης στη χημική σύσταση μετά τη συντήρηση. Από την ανάλυση παραλλακτικότητας προέκυψε ότι η αποφλοίωση και η διάρκεια συντήρησης επηρέασαν σημαντικά όλες τις ποιοτικές παραμέτρους με εξαίρεση το ασκορβικό οξύ καθώς και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα όσον αφορά τη διάρκεια συντήρησης, ενώ ο τεμαχισμός επηρέασε μόνο το ph, τις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 9.3 & 9.4). Ωστόσο, το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής παραλλακτικότητας οφειλόταν κυρίως στις διαφορές λόγω της διάρκειας συντήρησης παρά την αποφλοίωση για τα ολικά καροτινοειδή και την Ο.Ο. ή λόγω της αποφλοίωσης παρά στη διάρκεια συντήρησης για τις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα. Όμως, το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής παραλλακτικότητας οφειλόταν εξ ίσου στις διαφορές λόγω της διάρκειας συντήρησης και της αποφλοίωσης για τα ΔΣΣ, το ph και τις ανθοκυάνες. Ο τεμαχισμός συνέβαλε σε πολύ μικρό ποσοστό στη συνολική παραλλακτικότητα που κυμαινόταν από 5,8 έως 12,3% για 98

115 το ph, τις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 9.3 & 9.4). Στο τέλος της συντήρησης, οι ακέραιοι καρποί και οι αποφλοιωμένες φέτες περιείχαν σημαντικά την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ολικά καροτινοειδή και σημαντικά την χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ολικά διαλυτές φαινόλες, αντίστοιχα (Πίνακας 9.2). Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα ΔΣΣ και το ασκορβικό οξύ μεταξύ των καρπών ή φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων καρπών ή φετών στο τέλος της συντήρησης (Πίνακας 9.1 & 9.2). Σε όλες τις μεταχειρίσεις κατά τη συντήρηση καταγράφηκε μείωση της Ο.Ο. καθώς και αύξηση του ph, με εξαίρεση την Ο.Ο. για τις φέτες με φλοιό (Πίνακας 9.1). Στους ξεφλουδισμένους καρπούς και τις ξεφλουδισμένες φέτες διαπιστώθηκε σημαντικά χαμηλότερο ph και σημαντικά υψηλότερη Ο.Ο. σε σχέση με τους ακέραιους καρπούς και τις φέτες με φλοιό αντίστοιχα, όπως εξάλλου καταγράφηκαν αυτές οι διαφορές πριν την έναρξη της συντήρησης, με μοναδική εξαίρεση την Ο.Ο. μεταξύ των φετών με φλοιό και των αποφλοιωμένων φετών την τελευταία ημέρα συντήρησης. Ως συνέπεια της συντήρησης η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες των καρπών και φετών με φλοιό μειώθηκε σημαντικά, ενώ η μοναδική σημαντική διαφορά ανθοκυανών μεταξύ των μεταχειρίσεων ήταν η χαμηλότερη περιεκτικότητα στις αποφλοιωμένες φέτες σε σχέση με τους ακέραιους καρπούς (Πίνακας 9.2). Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα δεν επηρεάστηκε από τη συντήρηση με εξαίρεση τη σημαντική μείωση για τις φέτες με φλοιό. Επίσης, στο τέλος της συντήρησης παρατηρήθηκε σημαντικά χαμηλότερη τιμή στις αποφλοιωμένες φέτες από τους αποφλοιωμένους καρπούς όσον αφορά τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Πίνακας 9.2). 9.5 Συζήτηση Η αποφλοίωση των καρπών επέδρασε σημαντικά σε ορισμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους. Ειδικότερα, στους καρπούς και τις φέτες με φλοιό καταγράφηκε σημαντικά χαμηλότερη Ο.Ο. και σημαντικά περισσότερες φαινόλες, ανθοκυάνες και υψηλότερη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα, κατά 64, 50 και 48%, αντίστοιχα, από τους αποφλοιωμένους καρπούς ή τις αποφλοιωμένες φέτες (Πίνακας 9.1 & 9.2). Είναι γνωστό ότι ο φλοιός μήλου, δαμάσκηνου, νεκταρινιού, επιτραπέζιου ροδάκινου και βιομηχανικού ροδάκινου περιέχει υψηλές ποσότητες φαινολικών ουσιών, ανθοκυανών και έχει περισσότερες αντιοξειδωτικές ουσίες από τη σάρκα (Robards κ.ά., 1999; Gil κ.ά., 2002; Wolfe κ.ά., 2003; Chang κ.ά., 2000). Οι Chang κ.ά. (2000) προτείνουν ότι ο φλοιός του ροδάκινου που απομακρύνεται να χρησιμοποιείται ως πηγή αντιοξειδωτικών ουσιών. 99

116 Κατά την έναρξη της περιόδου συντήρησης, η παραγωγή CO2 στους ακέραιους καρπούς ήταν περίπου 25 mg CO2 kg-1 h-1 και παρέμεινε σχεδόν σταθερή σε όλη τη διάρκεια συντήρησης με μέση τιμή περίπου 22 mg kg-1 h-1. Η αποφλοίωση των ακέραιων καρπών διαπιστώθηκε ότι είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση στην παραγωγή CO2 (43%) μόνο κατά τις 10 πρώτες ώρες συντήρησης, ενώ ο τεμαχισμός των ακέραιων φρούτων με ή χωρίς αποφλοίωση προκάλεσε αύξηση στην παραγωγή CO2 πάνω από 110 και 91%, αντίστοιχα, για όλη τη περίοδο συντήρησης. Σε θερμοκρασία 5oC μετά από 10 ημέρες συντήρησης, η αύξηση της αναπνοής για το νωπό τεμαχισμένο προϊόν σε σχέση με το ακέραιο ήταν 23,5% για το ροδάκινο, 15,6% για τη μπανάνα και 152,2% για το ακτινίδιο (Watada κ.ά., 1996). Οι Agar κ.ά. (1999) αναφέρουν ότι ο τεμαχισμός ακτινιδίου σε φέτες με ή χωρίς αποφλοίωση αύξησε τη παραγωγή CO2 από την 1η έως την 3η ημέρα συντήρησης στους 2oC. Επίσης, οι Paull και Chen (1997) βρήκαν σημαντικά υψηλότερη αναπνοή για παπάγια κομμένη στα δύο με ή χωρίς το σπόρο σε σχέση με τον ακέραιο καρπό, ενώ υψηλότερη αναπνοή αναφέρουν οι Mao κ.ά. (2006) σε νωπό τεμαχισμένο καρπούζι σε σχέση με τον ακέραιο καρπό σε όλο το διάστημα συντήρησης 7 ημερών στους 10oC. Η υψηλότερη παραγωγή CO2 του πειράματος καταγράφηκε στον φλοιό, περίπου 5,3 φορές υψηλότερη από τους ακέραιους καρπούς σε όλη τη διάρκεια συντήρησης και περίπου 2 και 2,3 φορές υψηλότερη από τις φέτες με φλοιό και αποφλοιωμένες φέτες αντίστοιχα, οι οποίες ήταν οι αμέσως επόμενες υψηλότερες πηγές παραγωγής CO2 (Σχ. 9.1A). Υψηλότερη παραγωγή CO2 από 2 έως 4 φορές στους 20oC έχει αναφερθεί για φλοιό ακτινιδίου σε σχέση με τις φέτες με φλοιό (Agar κ.ά., 1999). Στην έναρξη της συντήρησης η παραγωγή αιθυλενίου στους ακέραιους καρπούς ήταν περίπου 0,03 μl C2H4 kg-1 h-1 και αυξήθηκε κατά τη διάρκεια συντήρησης παρουσιάζοντας μια μέση τιμή περίπου 0,10 μl C2H4 kg-1 h-1. Η αποφλοίωση των ακέραιων καρπών αύξησε σημαντικά την παραγωγή αιθυλενίου (406%) σε όλη τη διάρκεια συντήρησης, ενώ ο τεμαχισμός των ακέραιων φρούτων με ή χωρίς αποφλοίωση προκάλεσε αύξηση στη μέση παραγωγή αιθυλενίου ολόκληρης της περιόδου συντήρησης κατά 518 και 752%, αντίστοιχα, σε σχέση με τους ακέραιους καρπούς. Σημαντική αύξηση στην παραγωγή αιθυλενίου παρατηρήθηκε σε ακτινίδιο τεμαχισμένο σε φέτες με ή χωρίς αποφλοίωση (Agar κ.ά., 1999) καθώς και σε παπάγια κομμένη στα δύο με ή χωρίς το σπόρο (Paull και Chen, 1997). Σε όλη τη διάρκεια συντήρησης, η παραγωγή αιθυλενίου του φλοιού των ροδάκινων ήταν υψηλότερη περίπου 1344% από τους ακέραιους καρπούς και περίπου 69% από τις φέτες με φλοιό, που ήτανε η χαμηλότερη και υψηλότερη παραγωγή 100

117 αιθυλενίου αντίστοιχα μεταξύ των μεταχειρίσεων του πειράματος. Επίσης, σημαντικά υψηλότερη παραγωγή αιθυλενίου παρατηρήθηκε σε φλοιό ακτινιδίου σε σχέση με τους αποφλοιωμένους ή καρπούς με φλοιό και αποφλοιωμένες ή φέτες με φλοιό (Agar κ.ά., 1999). Όπως αναμενόταν, λόγω της σημαντικά χαμηλότερης παραγωγής CO2, στους ακέραιους καρπούς καταγράφηκε σημαντικά καλύτερη βαθμολογία όσον αφορά την οπτική αξιολόγηση της ποιότητας σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις, ενώ οι αποφλοιωμένους καρποί βαθμολογήθηκαν καλύτερα από τις αποφλοιωμένες φέτες και φέτες με φλοιό (Σχ. 9.2). Τα παραπάνω δεδομένα επιβεβαιώνουν το γεγονός ότι η αναπνοή των προϊόντων σχετίζεται αντιστρόφως ανάλογα με τη διάρκεια ζωής στο ράφι (Lee κ.ά., 2003). Σημαντικά καλύτερη βαθμολογία της οπτικής αξιολόγησης της ποιότητας μετά από 6 ημέρες στους 5oC καταγράφηκε σε φέτες ή κύβους ανανά, μάνγκο, πεπονιού, καρπουζιού, φράουλας και ακτινίδιου που προήλθαν από ακέραιους καρπούς σε σύγκριση με αντίστοιχα συντηρημένα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα (Gil κ.ά., 2006). Στο τέλος της συντήρησης δεν παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων στα ΔΣΣ. Επίσης, δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στα ΔΣΣ για τεμάχια (φετών ή κύβων) ακέραιων και νωπών τεμαχισμένων φρούτων κατά τη διάρκεια συντήρησης 6 ημερών στους 5oC σε μάνγκο, πεπόνι, καρπούζι, φράουλα και ακτινίδιο ενώ οι μεταβολές στον ανανά σχετίζονταν με την παραλλακτικότητα των δειγμάτων (Gil κ.ά., 2006). Μετά από 6 ημέρες συντήρησης στους 5oC σημαντικές μεταβολές παρατηρήθηκαν σε όλες τις μεταχειρίσεις όσον αφορά το ph (αύξηση) και την Ο.Ο. (μείωση), όπως γενικά παρατηρείται στα φρούτα με τη συντήρηση (Malakou και Nanos, 2005), με μοναδική εξαίρεση την Ο.Ο. για τις φέτες με φλοιό. Οι διαφορές στο ph και τη Ο.Ο. μεταξύ των φρούτων ή φετών με φλοιό και των αποφλοιωμένων φρούτων ή φετών που καταγράφηκαν πριν τη συντήρηση παρέμειναν και μετά τη συντήρηση με εξαίρεση τη Ο.Ο. μεταξύ των φετών με ή χωρίς φλοιό που δεν διέφεραν (Πίνακας 9.1). Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στο ph και την Ο.Ο. κατά τη συντήρηση 6 ημερών στους 5 oc σε φέτες ή κύβους ανανά, μάνγκο, πεπονιού, καρπουζιού, φράουλας και ακτινίδιου που προήλθαν από ακέραιους καρπούς και από συντηρημένες φέτες ή κύβους για το ίδιο χρονικό διάστημα (Gil κ.ά., 2006). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ, δεν επηρεάστηκε ούτε από τον τεμαχισμό ή/και την αποφλοίωση ούτε από τη συντήρηση των 6 ημερών στους 5oC. Οι Gil κ.ά. (2006) αναφέρουν ότι σε μια ομάδα προϊόντων (καρπούζι, πεπόνι, φράουλα) δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στο ασκορβικό οξύ κατά τη διάρκεια συντήρησης 6 ημερών στους 5oC στα 101

118 τεμάχια (φέτες ή κύβους) που προήλθαν από συντηρημένους ακέραιους καρπούς και από συντηρημένα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα. Αντίθετα, σε μια άλλη ομάδα προϊόντων (ανανά, μάνγκο, ακτινίδιο) τεμάχια (φέτες ή κύβοι) που προήλθαν από συντηρημένους ακέραιους καρπούς διαπιστώθηκε σημαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ από συντηρημένα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα. Αυτό πιθανόν να οφείλεται στις διαφορές στην αρχική περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ των προϊόντων, η οποία ήταν ήδη χαμηλή για την πρώτη ομάδα προϊόντων (4-24 mg 100 g-1 ν.β.) όπως και στο ροδάκινο (5,5 mg 100 g-1 ν.β.), και στην υψηλότερη αρχική περιεκτικότητα στη δεύτερη ομάδα (29-74 mg 100 g-1 ν.β.) (Gil κ.ά., 2006). Οι ακέραιοι καρποί διατήρησαν τα ολικά καροτινοειδή στα αρχικά επίπεδα μέχρι και την τελευταία ημέρα συντήρησης και αυτά ήταν σημαντικά υψηλότερα σε σύγκριση με τις άλλες μεταχειρίσεις. Παρόμοια αποτελέσματα με σημαντικά χαμηλότερα ολικά καροτινοειδή στα τεμάχια (φέτες ή κύβους) που προήλθαν από συντηρημένα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα σε σχέση με τεμάχια που προήλθαν από συντηρημένα ακέραια προϊόντα παρατηρήθηκαν στον ανανά και μάνγκο μετά από 6 ημέρες στους 5oC, ενώ δεν υπήρξαν διαφορές σε άλλα προϊόντα όπως πεπόνι, καρπούζι, φράουλα και ακτινίδιο (Gil κ.ά., 2006). Οι ανθοκυάνες των καρπών και φετών με φλοιό μειώθηκαν σημαντικά μετά τη συντήρηση, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στις ανθοκυάνες των μεταχειρίσεων με αποφλοίωση. Η παραπάνω διαφορά μπορεί να οφείλεται στη σημαντικά υψηλότερη αρχική περιεκτικότητα ανθοκυανών στους καρπούς και φέτες με φλοιό. Τη τελευταία ημέρα συντήρησης οι ακέραιοι καρποί περιείχαν σημαντικά περισσότερες ανθοκυάνες από τις αποφλοιωμένες φέτες. Δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στις ανθοκυάνες νωπής τεμαχισμένης φράουλας σε σχέση με τεμάχια που προήλθαν από συντηρημένες ακέραιες φράουλες μετά από 6 ημέρες στους 5oC (Gil κ.ά., 2006). Στο τέλος της συντήρησης των 6 ημερών στους 5oC, οι διαφορές στις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα μεταξύ των μεταχειρίσεων εκμηδενίστηκαν, με εξαίρεση τη χαμηλότερη συγκέντρωση φαινολών στις αποφλοιωμένες φέτες σε σχέση με τις φέτες με φλοιό, η οποία όμως οφειλόταν πιθανότατα στη παραλλακτικότητα των δειγμάτων (Πίνακας 9.2). Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στη συγκέντρωση φαινολικών ουσιών κατά τη συντήρηση (5oC) σε νωπά τεμαχισμένα προιοντα (ανανά, μάνγκο, πεπόνι, καρπούζι, φράουλα και ακτινίδιο) που προήλθαν από συντηρημένους ακέραιους καρπούς και συντηρημένα νωπά τεμαχισμένα προϊόντα (Gil κ.ά., 2006). 102

119 9.6 Συμπεράσματα Ο τεμαχισμός ή/και η αποφλοίωση του ροδάκινου προκάλεσε την αύξηση της παραγωγής CO2 και αιθυλενίου και σημαντική μείωση όσον αφορά την οπτική αξιολόγηση της ποιότητας σε αντίθεση με τις σχετικά μικρές απώλειες στη χημική σύσταση. Αποφλοιωμένος καρπός Α Φέτες με φλοιό Ακέραιος καρπός Φλοιός Αποφλοιωμένες φέτες Παραγωγή CO2 (mg kg h ) Β -1-1 Παραγωγή C2Η4 (μl kg h ) Διάρκεια συντήρησης (ώρες) Σχήμα 9.1. Παραγωγή CO2 (A) και αιθυλενίου (B) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών κατά τη διάρκεια συντήρησης 6 ημερών στους 5oC. Το κάθε σημείο είναι ο μέσος όρος ± Τ.Σ. τριών επαναλήψεων, η κάθε μια από τις οποίες αποτελούνταν από 3 καρπούς 103

120 ΟΑΠ (κλίμακα 9-1) 7 ΕΣΔ 5% Με φλοιό Αποφλοιωμένοι Καρποί Με φλοιό Αποφλοιωμένες Φέτες Σχήμα 9.2. Οπτική αξιολόγηση της ποιότητας (σε κλίμακα από 9 έως 1, 9=άριστη και 1=απαρέδεκτη) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC. Η κάθε στήλη είναι ο μέσος όρος τριών επαναλήψεων. 104

121 Πίνακας 9.1. Τα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ), το ph και η ογκομετρούμενη οξύτητα (Ο.Ο.) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών πριν και μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC. ΔΣΣ (%) ph η Ο.Ο. (% μηλικό) η 6η ημέρα Χρόνος 0 6 ημέρα Day 0 6 ημέρα Day 0 z,y a ab ab b 3.96 c 3.88 d 4.00 b 3.94 c 0.63 b 0.73 a 0.56 c 0.62 b a ab ab 9.70 b 3.96 c 3.88 d 4.05 a 4.00 b 0.63 b 0.73 a 0.57 bc 0.60 bc Καρποί Με φλοιό Αποφλοιωμένοι Φέτες Με φλοιό Αποφλοιωμένες z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός των στηλών της κάθε παραμέτρου με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας 0.05 Πίνακας 9.2. Το ασκορβικό οξύ, τα ολικά καροτινοειδή, οι ανθοκυάνες, οι ολικές διαλυτές φαινόλες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών πριν και μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC Ασκορβικό οξύ (mg/100g ν.β.) Χρονος 0 Καροτινοειδή (μg/100g ν.β.) 6η ημέρα Χρονος 0 6η ημέρα Ανθοκυάνες (Δ A/ml) Φαινόλες (GAE/g ν.β.) DPPH (AEAC/100 g ν.β.) Χρονος 0 6η ημέρα Χρονος 0 6η ημέρα Χρονος 0 6η ημέρα Καρποί Με φλοιό Αποφλοιωμένοι z,y 5.43 a 4.20 a 5.75 a 4.75 a a ab a b 0.30 a 0.20 bc 0.21 b 0.19 bc 0.59 a 0.36 cd 0.51 ab 0.44 bc a bc ab ab Με φλοιό Αποφλοιωμένες 5.43 a 4.20 a 3.82 a 5.50 a a ab b b 0.30 a 0.20 bc 0.17 bc 0.15 c 0.59 a 0.36 cd 0.45 bc 0.31 d a bc bc c Φέτες z Κάθε τιμή είναι ο μέσος όρος 3 επαναλήψεων y Μέσοι όροι εντός των στηλών της κάθε παραμέτρου με διαφορετικά γράμματα έχουν σημαντική διαφορά σύμφωνα με το τεστ των πολλαπλών ευρών του Duncan για επίπεδο πιθανότητας

122 Πίνακας 9.3. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για τα διαλυτά στερεά συστατικά (ΔΣΣ), το ph και την ογκομετρούμενη οξύτητα (Ο.Ο.) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών πριν και μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC. Μέσο τετράγωνο Αποφλοίωση (A ) ΔΣΣ % συνολικής παραλλακτικότητας * *** ** Κόψιμο (B ) A xb Συντήρηση (C ) A xc * B xc A xb xc Σφάλμα *** ** Μέσο τετράγωνο * Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας 0.05 Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας 0.01 Ο.Ο. % συνολικής παραλλακτικότητας *** *** * ** *** ph % συνολικής παραλλακτικότητας Μέσο τετράγωνο Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας Πίνακας 9.4. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το ασκορβικό οξύ, τα ολικά καροτινοειδή, τις ανθοκυάνες, τις ολικές διαλυτές φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (DPPH) ακέραιων καρπών ροδάκινου, αποφλοιωμένων καρπών, φετών με φλοιό και αποφλοιωμένων φετών πριν και μετά από συντήρηση 6 ημερών στους 5oC. Ασκορβικό οξύ Μέσο % συνολικής τετράγωνο παραλ/τητας Καροτινοειδή Μέσο % συνολικής τετράγωνο παραλ/τητας ** Ανθοκυάνες Μέσο % συνολικής τετράγωνο παραλ/τητας Αποφλοίωση (A ) *** Κόψιμο (B ) * A xb Συντήρηση (C ) , *** * A xc ** ** * *** *** Φαινόλες Μέσο % συνολικής τετράγωνο παραλ/τητας B xc A xb xc Σφάλμα * Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας 0.05 ** Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας 0.01 *** Μέσο τετράγωνο DPPH % συνολικής παραλ/τητας *** * * * Σημαντική επίδραση για επίπεδο πιθανότητας

123 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Η ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΟΥ 1-MCP ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΩΠΟΥ ΤΕΜΑΧΙΣΜΕΝΟΥ ΡΟΔΑΚΙΝΟΥ (Prunus persica L.) 10.1 Περίληψη Ακέραιοι καρποί ροδάκινου εκτέθηκαν σε δύο συγκεντρώσεις αέριου 1-MCP (0,5 και 1 μl l-1) για 12 ώρες και στη συνέχεια αφού ξεφλουδίστηκαν και τεμαχίστηκαν διατηρήθηκαν σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη για 6 ημέρες στους 5oC, όπου μελετήθηκε η συγκέντρωση του CO2 και του αιθυλενίου και προσδιορίστηκαν διάφορα ποιοτικά χαρακτηριστικά του τεμαχισμένου προϊόντος. Η χρήση του 1-MCP δεν προκάλεσε διαφορές όσον αφορά την παραγωγή CO2 και αιθυλενίου. Επίσης, το χρώμα και η συνεκτικότητα του νωπού τεμαχισμένου καρπού δεν επηρεάστηκαν από τη χρήση του 1-MCP Εισαγωγή Η παρουσία του αιθυλενίου στους χώρους ή τις συσκευασίες διατήρησης των φρούτων και λαχανικών, είναι γνωστό ότι έχει συνήθως αρνητική επίδραση στην ποιότητα των προϊόντων (ακέραιων ή νωπών τεμαχισμένων) επιταχύνοντας κυρίως το μαλάκωμα και τον γηρασμό (Saltveit, 1999; Watada και Qi, 1999; Vilas-Boas και Kader, 2007). Το αιθυλένιο μπορεί να δημιουργήσει ακόμα μεγαλύτερο πρόβλημα για τα νωπά τεμαχισμένα φρούτα από ότι για τα ακέραια, λόγω της αυξημένης σύνθεσης του στα νωπά τεμαχισμένα σε σχέση με τα ακέραια (Paull και Chen 1997; Agar κ.ά., 1999; Κεφάλαιο 9, σελ. 97). Επομένως, η απουσία του αιθυλενίου από την ατμόσφαιρα συντήρησης μπορεί να επηρεάσει θετικά την ζωή στο ράφι των νωπών τεμαχισμένων φρούτων (Watada και Qi, 1999; Vilas-Boas και Kader, 2007). Τα τελευταία χρόνια άρχισε να χρησιμοποιείται η ουσία 1-MCP (1- methylcyclopropene), η οποία είναι αναστολέας της δράσης του αιθυλενίου, για την πρόληψη των αρνητικών επιδράσεών του (Sisler και Serek, 1997). Η χρήση του 1-MCP, βοήθησε στη διατήρηση της συνεκτικότητας της σάρκας και στην επιμήκυνση της ζωής στο ράφι σε νωπά τεμαχισμένα φρούτα, όπως μήλο, μπανάνα, παπάγια και λωτός (Ergun κ.ά., 2006; Perera κ.ά., 2003; Vilas-Boas και Kader, 2006; Vilas-Boas και Kader, 2007). 107

124 Αντίθετα, η χρησιμοποίηση του 1-MCP δεν επέδρασε θετικά στη διατήρηση της ποιότητας σε νωπό τεμαχισμένο ακτινίδιο και μάνγκο (Vilas-Boas και Kader, 2007). Σε ακέραιο ροδάκινο, η χρησιμοποίηση του 1-MCP επέδρασε θετικά στη διατήρηση της συνεκτικότητάς του, είτε όταν αυτό διατηρήθηκε στο ψυγείο είτε κατά την ζωή στο ράφι (Kluge και Jacomino, 2002; Fan κ.ά., 2002; Liguori κ.ά., 2004; Παντελίδης και Βασιλακάκης, προσωπική επικοινωνία). Όμως, μέχρι τώρα δεν δημοσιεύθηκαν δεδομένα που αφορούν την επίδραση του 1-MCP στην ποιότητα του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου. Σκοπός του πειράματος αυτού ήταν να διερευνηθεί η επίδραση του 1-MCP στη διατήρηση της συνεκτικότητας και του χρώματος νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου κατά τη συντήρηση του σε συσκευασία με ημιπερατή μεμβράνη Υλικά και μέθοδοι Καρποί από τη ποικιλία επιτραπέζιου ροδάκινου Sun Crest που ελήφθησαν από την περιοχή της Ημαθίας (Α.Σ. Μέσης) την ημέρα συγκομιδής τους (24 Ιουλίου 2006), μεταφέρθηκαν στο Εργαστήριο Δενδροκομίας στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εκεί παρέμειναν στους 20oC μέχρι να αποκτήσουν το κατάλληλο στάδιο ωριμότητας για τεμαχισμό, αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) Ν (Gorny κ.ά., 1998), και κατόπιν διατηρήθηκαν για 2 ημέρες στους 0oC, μέχρι την επεξεργασία τους. Οι ακέραιοι καρποί τοποθετήθηκαν σε αεροστεγή δοχεία των 100 l στους 0oC, όπου εκτέθηκαν για 12 ώρες σε 0, 0,5 και 1 μl l-1 αέριου 1-MCP. Το 1-MCP ελευθερώθηκε από την απαιτούμενη ποσότητα της σκόνης SmartFreshTM με την προσθήκη απεσταγμένου νερού σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή (Rohm and Haas Italia srl). Κατόπιν οι καρποί αποφλοιώθηκαν και τεμαχίστηκαν με ανοξείδωτο μαχαίρι και οι φέτες εμβαπτίστηκαν σε κρύο νερό (5oC) που περιείχε NaOCl (100 μl l-1 ενεργό χλώριο). για 60 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια οι φέτες τοποθετήθηκαν σε πλαστικά δοχεία διαστάσεων 15x10.5x4 cm, που καλύφθηκαν με ημιπερατή μεμβράνη πάχους 16 μm (Fabbri Arti Grafiche S.R.L-Vignola, Modena, Italy). Η επιφάνεια της μεμβράνης στο κάθε δοχείο ήταν 234 cm2 και είχε περατότητα στο O2 και CO2, 583 και 1750 ml.m-2.h-1.atm-1 αντίστοιχα, ενώ η περατότητα της υγρασίας του αέρα ήταν 14.6 g.m-2.h-1.atm-1 στους 39 oc και σχετική υγρασία 90% (η περατότητα της μεμβράνης δίδεται από τον κατασκευαστή). Τα δοχεία τοποθετήθηκαν για συντήρηση διάρκειας 6 ημερών στους 5oC. Την 1η, 2η, 4η και 6η ημέρα συντήρησης 2 δείγματα αέρα του 1 ml ελήφθησαν από κάθε δοχείο για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του CO2 και του αιθυλενίου, ενώ την 3η ημέρα τρία δοχεία από κάθε 108

125 μεταχείριση ελήφθησαν για την αξιολόγηση της ποιότητας, τη μέτρηση του χρώματος και της αντίστασης της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) της κάθε φέτας. Σε κάθε μεταχείριση χρησιμοποιήθηκαν 3 δοχεία, ενώ σε κάθε δοχείο περιέχονταν 12 φέτες από 12 διαφορετικά ροδάκινα. Η συγκέντρωση του CO2 και του αιθυλενίου μετρήθηκε σε δείγματα αέρα 1 ml που ελήφθησαν από την ατμόσφαιρα του κάθε δοχείου και προσδιορίστηκαν όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 9, σελ. 92. Η οπτική αξιολόγηση της ποιότητας του νωπού τεμαχισμένου ροδάκινου πραγματοποιήθηκε όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 8, σελ. 88). Η μέτρηση του χρώματος της κάθε φέτας πραγματοποιήθηκε σε δύο σημεία (Εικ. 10.1) και συγκεκριμένα στο μέσο της εξωτερικής επιφάνειας (φλοιό) της φέτας (εξωτερικό χρώμα) και στο μέσο της πλευράς τομής μεταξύ φλοιού και πυρήνα (εσωτερικό χρώμα) με χρωματόμετρο (Minolta CR-200, Minolta, Osaka, Japan). Το χρωματόμετρο βαθμονομήθηκε με την εργοστασιακή λευκή πλάκα. Το χρώμα εκφράστηκε Εικόνα Φέτα ροδάκινου όπου διακρίνονται τα δύο σημεία μέτρησης του χρώματος. με τις παραμέτρους L*, a* και b* και από τις τιμές a* και b* υπολογίστηκε η γωνία Hue (McGuire, 1992). Η παράμετρος L* χαρακτηρίζει τη φωτεινότητα, η γωνία Hue το χρώμα σε μορφή σφαίρας όπου 0o=κόκκινο, 90o=κίτρινο, 180o=πράσινο και 270o=μπλε ενώ η παράμετρος C χαρακτηρίζει την ένταση του χρώματος (McGuire, 1992). Στο σημείο μέτρησης του εσωτερικού χρώματος μετρήθηκε και η αντίσταση της σάρκας στην πίεση (ΑΣΠ) με δυναμόμετρο Chatillon (John Chatillon and Sons, New Gardens, NY) που έφερε έμβολο διαμέτρου 3 mm. Η σύγκριση των δεδομένων της συγκέντρωσης CO2 και αιθυλενίου στην αέρια φάση των συσκευασιών, πραγματοποιήθηκε με βάση τους μέσους όρους ± Τ.Σ. Η ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) των δεδομένων της οπτικής αξιολόγησης, του χρώματος και της ΑΣΠ, πραγματοποιήθηκε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή με το πρόγραμμα MSTAT (Michigan State University, Original author: O. Nissen, Version 4.00/EM). Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε, ήταν πλήρως τυχαιοποιημένο με τρεις επαναλήψεις και η σύγκριση των μέσων όρων πραγματοποιήθηκε με το τεστ πολλαπλών ευρών Duncan, για πιθανότητα Ρ<0,05. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε 2 φορές με παρόμοια αποτελέσματα και στη διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος. 109