FRANZGASSER, SIBYLLEMATTLE UNDERNSTHÖHN, AGROSCOPEFAW WÄDENSWIL
D
ie Kirschenernte fällt in der Schweiz innerhalb von rund acht Wochen an, wobei je nach Klima- bedingungen und Sorten sehr hohe Erntespitzen, aber auch Mangelperioden typisch sind. Um die An- gebotsschwankungen auszugleichen, bietet sich dieKühllagerung in normaler oder modifizierter Atmos- phäre an. Mit diesen Methoden kann aufgrund der heutigen Erkenntnisse eine Lagerdauer von rund drei beziehungsweise sechs Wochen erreicht werden. Die Lagerung wäre besonders für Kirschen der Klassie- rung «Extra» (Mindestdurchmesser 23 mm) wün- schenswert. Ziel der Versuche war es, das Lagerver- halten von drei verschiedenen Kirschensorten bei der Lagerung in normaler und modifizierter Atmos- phäre und daran anschliessend das Nachlagerverhal- ten («shelf life») zu vergleichen. Bei der Durch- führung der Versuche haben wir uns auf den heuti- gen Stand der Kenntnisse abgestützt, der kürzlich in einer Literaturzusammenfassung (Gasser und Höhn 2004) dargestellt wurde.
Material und Methoden
Kirschen aus gedeckter Kultur der Sorten Star (Her- kunft Zunzgerberg, BL), Kordia und Regina (Herkunft Wädenswil) wurden während der handelsüblichen Ernteperioden gepflückt und gemäss Tabelle 1 für die Versuche eingesetzt. Zur Qualitätsuntersuchung wur-
Kirschen: Lagerungsversuche 2003
Im Rahmen des Arbeitsprogramms 2004 – 2007 wird an der Agroscope FAW Wädenswil (FAW) das Projekt «Lagerung von Kirschen in modifizierter Atmosphäre» bearbeitet. Dabei soll unter- sucht werden, ob sich Kirschen in modifizierter Atmosphäre während rund drei Wochen mit ei- ner vertretbaren Qualität lagern lassen. Im Sommer 2003 wurden mit den drei Kirschensorten Star, Kordia und Regina erste Versuche durchgeführt.
Tab. 1: Ablauf der Lagerversuche 2003.
Ablauf Parameter Lager- Sorten
atmosphäre
Star Kordia Regina
1 Ernte Transport an die FAW innerhalb von 4 Stunden. Luft 23.06.03 30.06.03 07.07.03
2 Vorkühlen Kühlen über Nacht auf 10 °C bei 90-93% Luft ҂ ҂ ҂
relativer Luftfeuchtigkeit.
3a Kühllage- Lagerung der Kirschen in Kartonschalen in Luft ҂ ҂ ҂
rung normaler Atmosphäre bei 1 °C und bei 90-93%
relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 3 Wochen.
3b Atmungs- Bestimmung der Atmung der Kirschen Varianten ҂ ҂ –
messungen (Sauerstoffverbrauch bzw. CO2-Produktion) (CO2+ O2):
in verschiedenen Lageratmosphären a) Luft (Gasser et al. 2003) während 14 Tagen. b) 10 + 10
3c CA-Lagerung Lagerung in verschiedenen Lageratmosphären c) 15 + 10 – ҂ ҂
bei 1 °C und 90-93% relativer Luftfeuchtigkeit d) 20 + 10 bis zu 3 Wochen.
4 Nachlagerung Nachlagerung von Kirschen der Varianten Luft ҂ ҂ ҂
3a-3c bei 20 °C und 60% relativer Luftfeuchtigkeit in Kartonschalen bis zu 7 Tagen.
҂= Versuche durchgeführt; –= keine Versuche durchgeführt; 3a-3c parallel durchgeführt.
den Fruchtfestigkeit (2 mm Kompressionstiefe, ge- messen auf zwei entgegengesetzten Seiten der Frucht), Fruchtdurchmesser und -gewicht, Gewicht der Stiele sowie Zucker- (°Brix) und Säuregehalt (Tit- ration bis pH 8,1) bestimmt. Die Bestimmung der vi- suell wahrnehmbaren Qualität erfolgte unter tages- lichtähnlicher, kontrollierter Beleuchtung mit einer Natriumdampf-Hochdrucklampe gemäss Tabelle 2.
Für die Beurteilung der Lagerverfahren wurden Kir- schen als qualitativ genügend für die Konsumenten betrachtet, wenn nicht mehr als 10% den Kategorien 3 und 4 gemäss Tabelle 2 zugeordnet wurden. Für die Beurteilung der Haltbarkeit nach Auslagerung wurde eine Akzeptanzschwelle von 20% der Kirschen in den Kategorien 3 und 4 festgelegt. Die Resultate der Bo- nitur wurden als prozentualer Anteil der Kirschen in Kategorie 3 und 4 dargestellt.
Resultate
Atmungsintensität
Die Kirschen wurden zu Beginn der Versuche von der Umgebungstemperatur (rund 25 °C) auf 10 °C ab- gekühlt, über Nacht bei dieser Temperatur gelagert und dann auf 1 °C gebracht. Bei jeder Temperaturab- senkung wurde die Atmung um jeweils das zwei- bis vierfache reduziert (Tab. 3).
Nach Erreichen der Temperatur von 1 °C wurden die CA-Bedingungen eingestellt. Diese reduzierten bei der Sorte Star die Atmungsrate von Anfang an um rund 25% (Abb. 1), während bei der Sorte Kordia am Anfang der Lagerung praktisch keine Reduktion feststellbar war (Resultate nicht aufgeführt). Im Verlauf der Lage- rung zeigte sich ein deutlich positiver Effekt der CA-Be- dingungen für beide Sorten: Die Atmung beziehungs- weise die CO2-Produktion von CA-gelagerten Kirschen nahm nur schwach zu, während diejenige von luftge- lagerten Kirschen relativ stark anstieg und am Ende der Lagerung nach 14 Tagen mit 13 bis 15 mg/kg und Stun- de zwei- bis dreimal höher war als diejenige der CA-ge- lagerten Früchte. Die drei CA-Varianten waren bezüg- lich der Atmungsintensität praktisch gleichwertig.
Fruchtqualität und Lagerverfahren
Verglichen wurde die normale Kühllagerung bei 1 °C mit den verschiedenen Varianten der CA-Lagerung bei 1 °C während einer Lagerdauer von bis zu drei Wochen.
Fruchtgewichtsverlust
Wie aus Tabelle 4 hervorgeht, war der Gewichtsver- lust der Früchte, der vorwiegend durch den Wasser- verlust verursacht wird, bei der CA-Lagerung generell kleiner als bei der Kühllagerung. Dies lässt sich damit erklären, dass bei der CA-Lagerung in geschlossenen Behältnissen im Allgemeinen höhere Luftfeuchtigkei- ten erreicht wurden als in normalen Kühlräumen. Die Resultate machen zudem deutlich, dass Kordia mehr als die anderen zwei Sorten zu Schwund neigt.
Festigkeitsverlauf
Wie aus Abbildung 2 hervorgeht, unterschieden sich die drei Sorten bezüglich ihrer Fruchtfestigkeit: Regina wies die höchste Festigkeit auf, Star die niedrigste, be- dingt vermutlich durch das Wasserdefizit beim Anbau.
Während die Fruchtfestigkeit bei Star konstant blieb und bei Regina abnahm, nahm sie bei Kordia zu. Diese Zunahme lässt sich durch den starken Wasserverlust bei dieser Sorte erklären. Zwischen den CA-Lagerver- fahren konnten keine Unterschiede ausgemacht wer- den. Bei der Kühllagerung ergab sich der gleiche Fes- tigkeitsverlauf; die CA-Lagerung ergab also gegenüber der normalen Kühllagerung keine Vorteile.
Tab. 2: Bonitur zur visuellen Beurteilung von Kirschen (Frucht und Stiel).
Qualitätskriterium Bonitur
1 2 3 4
Fruchtglanz glänzend frisch noch glänzend schon matt matt geschrumpft
Stielfarbe vorwiegend grün, Ansätze von braunen grössere braune mehr als 71% des braune Stellen < 2% Stellen (3-20%) Flecken (21-70%) Stiels braun Stielfrische frisch Ansätze von welk teilweise eingezogen, vertrocknet, verdorrt,
deutlich welk «brechbar»
Verderb prozentualer Anteil fauler Früchte
Tab. 3: CO2-Produktion von Kirschen bei verschiedenen Temperaturen in Luft (Mittelwerte von jeweils zwei At- mungskammern).
CO2-Produktion (mg/kg und Std.)
Temperatur 25 °C 10 °C 1 °C
Star 55,0 21,5 8,7
Kordia 63,3 15,8 5,2
Abb. 1: Atmung von Kirschen der Sorte Star in Luft und ver- schiedenen CA-Be- dingungen bei einer Lagertemperatur von 1 °C.
CO2-Produktion (mg/kg und Stunden) 0 5 10 15 20
0 5 10 15 20 25 30
Lagerdauer (Tage)
CO2 = 10,99 +/- 0,18%
Luft CO2 = 17,11
+/- 0,13%
CO2 = 22,75 +/- 0,11%
Tab. 4: Abnahme des Fruchtgewichts während der Lagerung von Kirschen.
Sorte Täglicher prozentualer Gewichtsverlust Kühllagerung CA-Lagerung
Star 0,08 0
Kordia 1,45 0,09 – 0,47
Regina 0,26 0
Zucker- und Säuregehalt
Der Zuckergehalt blieb für alle geprüften Versuchsva- rianten während der Lagerung annähernd konstant und betrug für die Sorte Star rund 17%, die Sorte Regi- na 19% und die Sorte Kordia 18%. Alle Sorten lagen da- mit über dem Wert von 16%, der als Akzeptanzschwel- le für die Beliebtheit bei den Konsumenten ermittelt wurde (Crisosto et al. 2002). Der Säuregehalt nahm da- gegen bei allen Sorten unabhängig vom Lagerverfah- ren um rund 15 bis 25% ab, wodurch das Zucker-Säu- reverhältnis während der Lagerung stark zunahm.
Glanz der Früchte
Die Sorte Star wies schon nach der Ernte einen un- genügenden Glanz auf, bedingt wohl durch die im vergangenen Jahr ausserordentliche Trockenheit während des Fruchtwachstums. Die Früchte dieser Sorte büssten zudem während der Lagerung bei allen Lagerverfahren den Glanz schnell ein: Während schon nach drei bis vier Tagen 10% der Früchte die geforderte Qualität nicht mehr aufwiesen, erreichte der Anteil ungenügender Früchte bei den Sorten Kor- dia und Regina erst nach 16 beziehungsweise 21 Ta- gen CA-Lagerung diesen Wert. Der Glanz der Früchte blieb bei den CA-Varianten tendenziell besser erhal- ten als bei normal gelagerten Kirschen.
Stielqualität und Lagerverfahren
Einzelstielgewichtsverlust
Die hohen Korrelationskoeffizienten (R2) für die Be- ziehung zwischen Stielgewicht und Lagerdauer von grösser als 0,6 illustrieren, dass das Stielgewicht bei allen geprüften Varianten einem eindeutigen Trend folgte. Der Gewichtsverlust der Stiele war bei norma- ler Kühllagerung signifikant höher als in CA-Lagerung (Tab. 5). Der Gewichtsverlust der Stiele war damit be- deutend höher als bei den Früchten und die Sorte Kordia erwies sich wiederum als die empfindlichste
Sorte. Die Unterschiede zwischen Lagerung in nor- maler und CA-Atmosphäre lassen sich wiederum wie oben dargelegt mit der unterschiedlichen Feuchtig- keit erklären. Diese Ergebnisse stimmen gut überein mit denjenigen von Streif und Harb (2004), die für die Stiele ebenfalls einen starken Gewichtsschwund fest- stellten, während die Früchte bedeutend weniger Wasser verloren. Im Gegensatz dazu stehen die Anga- ben von Patterson (1982), der darauf hinweist, dass die Kirschen selbst auch schnell Wasser verlieren.
Stielfarbe und Stielzustand
Für die Veränderung der Stielfarbe (Wechsel von grün zu braun) beziehungsweise des Stielzustands (Wech- sel von frisch zu trocken) über die Lagerdauer wur- den Korrelationskoeffizienten (R2) von zumeist rund 0,9 beziehungsweise 0,6 ermittelt. Es gab wenige Ausnahmen, die unter diesen Werten lagen, was auf einen eindeutigen Trend bezüglich dieser Kriterien während der Lagerung hinweist. Hinsichtlich der Sor- ten gab es kaum Unterschiede, allerdings waren die Stiele der Sorte Regina von Anfang an schon etwas braun und wurden deshalb schlechter bonitiert.
Wie aus Abbildung 3 hervorgeht, wurde die Stiel- farbe unter CA-Bedingungen besser erhalten als bei normaler Kühllagerung (Resultate bei der Sorte Regi- na identisch, hier nicht aufgeführt). Aus den Resulta- ten liesse sich der Schluss ziehen, dass die CA-Bedin- gungen an und für sich der Grund für die bessere Farberhaltung sind. Vergleicht man allerdings die nor- male Kühllagerung von Kirschen in Kartonschalen gegenüber der Lagerung unter hoher Luftfeuchtig- keit, so lässt sich folgern, dass neben der Lageratmos- phäre sicher auch die relative Luftfeuchtigkeit einen grossen Einfluss auf die Erhaltung der Stielfarbe hat.
Tab. 5: Abnahme des Stielgewichts während der Lagerung von Kirschen.
Sorte Täglicher prozentualer Gewichtsverlust
Kühllagerung CA-Lagerung
Star 1,65 0,70–1,07
Kordia 5,18 0,61–0,92
Regina 1,68 0,54–0,89
Prozent Anteil in Kategorie 3 und 4Prozent Anteil in Kategorie 3 und 4
Lagerdauer (Tage) Star
0 20 40 60 80
Lagerdauer (Tage) Kordia
0 20 40 60 80
0 10 20 30
0 10 20 30
CA-Lagerung bei 10% CO2 CA-Lagerung bei 16% CO2 CA-Lagerung bei 22% CO2
Kühllagerung in Kartonschalen Kühllagerung bei hoher Luftfeuchtigkeit
Abb. 3: Veränderung der Stielfarbe während der Lagerung unter verschiedenen Bedingungen bei den Kirschensorten Kordia und Star.
Festigkeit (g/mm)
Beginn Lagerung Ende Lagerung (22 Tage) 0
200 400 600 800 1000 1200 1400
Star Kordia Regina
Abb. 2: Veränderung der Fruchtfestigkeit während der CA-La- gerung.
Die Stiele wurden bei normaler Kühllagerung ge- nerell schneller welk als in CA-Atmosphäre; bezüg- lich des Qualitätsverlaufs ergab sich genau das glei- che Bild wie in Abbildung 3 für die Stielfarbe gezeigt.
Auch hier lässt sich folgern, dass neben der CA-At- mosphäre sicher die relative Luftfeuchtigkeit einen grossen Einfluss auf den Stielzustand hatte.
Geht man von einem Akzeptanzwert für Stielzu- stand und -farbe von 10% ungenügender Früchte aus (Kategorie 3 und 4 der Bonitierung), so ergibt sich für die Kühllagerung eine Haltbarkeit von rund ein bis drei Tagen und für die CA-Lagerung von rund 6 bis 15 Tagen.
Die CA-Varianten unterschieden sich bezüglich Erhal- tung von Stielfarbe und Stielzustand nicht signifikant.
Haltbarkeit nach der Auslagerung (shelf life)
Von allen Lagerverfahren wurden periodisch Proben entnommen, um die Haltbarkeit bei Raumtemperatur zu testen.
Haltbarkeit nach normaler Kühllagerung Bei der Sorte Star wiesen schon gleich nach der Aus- lagerung mehr als 20% der Früchte einen ungenügen- den Glanz auf, was auf die Trockenheit zurückzu- führen ist. Bei den Sorten Kordia und Regina war der Glanz bis rund zwei bis drei Tagen nach Auslagerung genügend, unabhängig von der Dauer der vorgängi- gen Kühllagerung. Gegenüber der Haltbarkeit gleich nach der Ernte war keine Verschlechterung feststell- bar. Stielzustand und -farbe waren bei allen Sorten nur bei der Ernteprobe genügend und erreichten ein bis drei Tage nach Ernte den Akzeptanzwert. Nach Auslagerung aus dem Kühllager wiesen alle Sorten mehr als 20% ungenügender Früchte auf, was auf die ungenügende Luftfeuchtigkeit während der Kühlla- gerung zurückzuführen ist.
Haltbarkeit nach Lagerung unter CA-Atmosphäre
Die CO2-Konzentration während der vorgängigen La- gerung hatte keinen Einfluss auf den Qualitätsverlauf während der Nachlagerung. Ebenso wenig war der Qualitätsverlauf während der Nachlagerung abhängig von der vorgängigen Lagerdauer (zwei oder drei Wo- chen).
Schlussfolgerungen
Die Versuche zeigen, dass der qualitative Abbau bei Stielfarbe und -zustand am grössten ist. Geht man da- von aus, dass die Frische der Kirschen in erster Linie am Zustand des Fruchtstiels beurteilt wird (Streif und Harb 2004), sind diese zwei Merkmale als Schlüssel- kriterien für die Qualitätskontrolle und die Einstel- lung der optimalen Bedingungen nach der Ernte zu betrachten. Die CA-Lagerung scheint einen positiven Einfluss auf die Fruchtstiele zu haben, wobei hohe CO2-Konzentrationen sich tendenziell eher nachteilig auf den Stielzustand auswirken. Mindestens ebenso wichtig ist jedoch auch die relative Luftfeuchtigkeit, die nach Streif und Harb (2004) im Bereich von 95 bis
98% liegen sollte. Solch hohen Werte sind nur mit ei- ner Abdeckung oder Verpackung der Kirschen er- reichbar.
Je nachdem, welches Kriterium für die Bestim- mung der Haltbarkeit herangezogen wird – sei es die Summe der CO2-Produktion beziehungsweise die Fruchtatmung nach der Ernte, der Glanz der Früchte oder Stielfarbe und -zustand – resultieren verschiede- ne maximale Haltbarkeiten (Tab. 6). Grundsätzlich sollte sich die Haltbarkeit auf diejenigen Kriterien ab- stützen, die für die Akzeptanz beim Konsumenten wichtig sind. Sekse (1996) formulierte ein Konzept, nach dem sich die Haltbarkeit von Kirschen – beur- teilt aufgrund Fäulnis und Wasserverlust – anhand der Summe der CO2-Bildung nach der Ernte berechnen lässt. Geht man von den in der vorliegenden Arbeit gemessenen Atmungsintensitäten aus, so kann die Haltbarkeit abgeschätzt werden (Tab. 6). Das Kon- zept von Sekse (1996) berücksichtigt den Stielzu- stand zu wenig, obwohl die Autoren anmerken, dass der Stielzustand für den Handel ein wichtiges Qua- litätskriterium sei. Geht man vom Qualitätsabbau der Stiele aus, so resultierte in unseren Versuchen eine Lagerdauer von maximal 15 Tagen, bedeutend weni- ger, als wenn sich die Beurteilung auf den Fruchtzu- stand abstützt (maximal 20 Tage).
Die äussere Qualitätsbeurteilung der Früchte und Stiele durch Bonitur hat den Nachteil der subjektiven Bewertung. Das Stielgewicht könnte ein nützliches Kriterium sein, um die visuelle Beurteilung der Stiele mit einer objektiven Messung zu unterstützen. In un- seren Versuchen gab es praktisch für alle Sorten eine signifikante Korrelation zwischen Stielfarbe bezie- hungsweise -zustand und dem Stielgewicht (10% Irr- tumswahrscheinlichkeit).
Geht man davon aus, dass der Abbau der inhaltli- chen Qualität während der Lagerung einhergeht mit der Atmungsintensität, so sollte aufgrund der Ergeb- nisse der vorliegenden Arbeit der Qualitätsabbau von CA-gelagerten Kirschen geringer sein als von normal kühlgelagerten Kirschen. Weder bei Zucker, Säure noch Festigkeit konnte allerdings ein Unterschied zwischen CA- und normal gelagerten Kirschen fest- gestellt werden. Bezüglich Zucker und Festigkeit stimmen die Resultate der vorliegenden Arbeit mit denjenigen von Streif und Harb (2004) überein. Die- se Autoren fanden jedoch für die CA-Lagerung von Kirschen der Sorte Regina, dass CA-Bedingungen mit hohen CO2-Konzentration von 12% und 18% den Säu- reabbau reduzierten. Bei diesen Versuchen betrug der Sauerstoffgehalt allerdings nur 2%, bei unseren Versuchen dagegen 10%.
Tab. 6: Abschätzung der maximalen Lagerdauer von Kirschen (Sorten Star und Kordia) aufgrund verschie- dener Qualitätskriterien.
Kriterium Maximale Lagerdauer in Tagen Kühllagerung CA-Lagerung CO2-Summe (Sekse 1996) 13–16 17–19
Glanz der Früchte 3–4 16–20
Stielfarbe und -zustand 1–3 6–15
Insgesamt muss festgestellt werden, dass sich an- hand der Qualität von Frucht und Stiel nur ein schwach positiver Effekt der CA-Lagerung feststellen lässt. Im extrem warmen und trockenen Sommer 2003 war kein mikrobieller Verderb bei den unter- suchten Kirschen feststellbar. Sollten die Witterungs- bedingungen anders sein, könnten sich hohe CO2- Konzentrationen allenfalls wegen der Hemmung des mikrobiellen Verderbs positiv auf die Haltbarkeit aus- wirken.
Die Lagerung in modifizierter Atmosphäre erfor- dert gegenüber der normalen Kühllagerung einen zu- sätzlichen Aufwand an Einrichtungen. Die Anwen- dung dieser Methode rechtfertigt sich also nur, wenn sie gegenüber der normalen Kühllagerung bezüglich Haltbarkeit und Qualitätserhalt Vorteile aufweist.
Wirtschaftliche Betrachtungen werden im weiteren Projektverlauf sicher einbezogen werden.
Literatur
Crisosto C.H., Crisosto G.M. and Ritenour M.A.: Testing the reliabili- ty of skin color as an indicator of quality for early season «Brooks»
(Prunus avium L.) cherry. Postharvest Biology and Technology, 24, 147–154, 2002.
Gasser F., Dätwyler D., Schneider K., Naunheim W. und Höhn E.:
Effects of Decreasing Oxygen Levels in the Storage Atmosphere on the Respiration of Idared Apples, Proc. 8th Int. CA Conference, Rot- terdam, Acta Hort. 600, 189–192, 2003.
Gasser F. und Höhn E.: Lagerung von Kirschen in modifizierter At- mosphäre – ein Überblick, Schweiz. Z. Obst- Weinbau 13, 6–10, 2004.
Patterson M.E.: CA storage of cherries, Symposium Series Oregon State University Scholl of Agriculture, 1, 149–154, 1982.
Sekse L.: Respiration and storage potential in Norwegian-grown sweet cherries. Proceedings Internat. Cherry Symposium, Acta Hort.
410, 357–362, 1996.
Streif J. und Harb J.: Kühlen und Lagern von Süsskirschen, Mo- natsschrift: Magazin für den Gartenbau-Profi, 4, 220–222, 2004.
Essais d'entreposage de cerises 2003
La récolte de cerises s'étend sur huit semaines en Suisse, ses caractéristiques typiques étant, selon les conditions climatiques et les variétés, des pics de récolte extrêmes, mais aussi des période de pénurie.
Pour niveler les extrêmes de l'offre, on peut recourir à l'entreposage en milieu ordinaire ou modifié.
Durant l'été 2003, l'Agroscope FAW Wädenswil a conduit des essais d'entreposage des variétés Star, Kordia et Regina. L'entreposage CA a ralenti la respiration des fruits et exercé une influence positive sur la qualité et la couleur des pédoncules. Concernant la teneur en sucre et en acide, ainsi que la fer- meté, aucune différence n'a été constatée entre l'entreposage en atmosphère normale et CA.
