F-alphaSauerstoffkonzentration / RQ

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Lagertagung KOB, 20. August 2013

DCA-Lagerung von Äpfeln aus biologischem Anbau

Franz Gasser

2 DCA-Lagerung von Äpfeln aus biologischem Anbau, Lagertagung 2013

Franz Gasser

Inhalt

1. Lagermethoden – ein kurzer Überblick

2. Grundlagen der DCA Lagerung

3. Versuchsresultate

4. Fazit für die Praxis

3

1. Lagerverfahren im Laufe der Zeit

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Lagermethode

Sauerstoff (O₂)

%

Kohlendioxid (CO₂)

%

Stickstoff (N₂)

%

Kühllagerung (Luft) 21 0.03 79

Konventionelle CA-Lagerung 2 – 5 2 - 5 90 - 92

LO-Lagerung (niedrig O₂) ^{1.5 – 2} ^{1 - 3} ^{95 – 97.5} ULO-Lagerung (niedrigst O₂) 0.8 – 1.2 0.5 - 2 96.8 – 98.7

MCP-Behandlung (Lagerung)

DCALagerung (dynamische CA) 0.2 – 1.0 0.5 - 2 97 – 99.4

Lagerverfahren

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Franz Gasser

Spezielle Lagerverfahren

• Einhalten eines niedrigen Sauerstoffgehaltes => Reduktion der Schalenbräune (ULO, DCA).

• ILOS («initial low oxygen stress»): Absenkung des

Sauerstoffgehaltes bis zur Bildung von Ethanol => Reduktion der Schalenbräune (bessere Wirkung als ULO).

Grundlegendes Prinzip:

Verzögerung des Reifeprozesses und damit Verzögerung des Auftretens von physiologischen Schäden.

Franz Gasser

2. Grundlagen der DCA-Lagerung

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Das Konzept der DCA: interaktives System

Steuerung der Lagerbedingungen

(T, rF, O₂, CO₂)

Physiologische Antwort der Früchte

Stress:

Sauerstoff- absenkung

Antwort: veränderte Chlorophyllfluoreszenz

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Harvest Watch

^TM

(Messung der Fluoreszenz bzw. F-alpha)

Fluroreszenz Sensoren warnen, sobald Sauerstoff im Lager zu niedrig ist für die aerobe Respiration. Nicht destruktive und Echtzeit- bzw. on-line Messung.

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Franz Gasser

Verlauf F α bei Sauerstoffabsenkung (Golden Delicious, 2006 / 2007)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

0 50 100 150 200

F-alpha

Sauerstoffkonzentration / RQ

Lagerdauer (Tage) Sauerstoffkonzentration F alpha

Franz Gasser

Kritische Sauerstoffkonzentration

0 20 40 60 80 100 120 140 160

0 5 10 15 20 25

Sauerstoff (%)

rel. Atmung und Haltbarkeit der Äpfel . Gesamt-Atmung aerobe Atmung Fermentation Haltbarkeit Maximale Haltbarkeit

Anaerober Kompensationspunkt = kritische Sauerstoffkonzentration

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Alternative Methoden zur Bestimmung der kritischen Sauerstoffkonzentration

Steuerung der Lagerbedingungen

(T, rF, O₂, CO₂)

Physiologische Antwort der Früchte

Stress:

Sauerstoff- absenkung

Messung Fruchtstress:

Bestimmung des Respirationsquotienten RQ (Verhältnis von CO2- Produktion zu O₂- Verbrauch)

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Kritischer & sicherer Sauerstoffgehalt

Sorten Kritische O₂-Konzentration (%) Sichere O₂-Konzentration (%) + 0.3 %

Elstar 0.20 - 0.30 0.50 – 0.60

Idared 0.20 - 0.30 0.50 – 0.60

Braeburn 0.40 – 0.50 0.70 – 0.80

Maigold 0.20 - 0.30 0.50 – 0.60

Golden

Delicious 0.30 – 0.40 0.60 – 0.70

Topaz 0.40 – 0.45 0.70 – 0.80

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Franz Gasser

3. Versuchsresultate

Franz Gasser

Versuchslayout (DCA-Lagerung Bio-Äpfel)

• Versuche während 3 Jahren mit 3 Sorten aus biologischem Anbau

• Einbezug der Heisswasserbehandlung in die Versuche Fragestellungen:

a) Ist die Qualitätserhaltung bei DCA besser als bei ULO?

b) Hat die Heisswasserbehandlung einen Einfluss auf den kritischen Sauerstoff- gehalt bei der DCA?

c) Kann die Heisswasserbehandlung bzw. die DCA den Anteil fauler Früchte während der Lagerung reduzieren?

Produktionsmethode Heisswasser- behandlung (HW)

Topaz Otava Ariane

CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2

Bio (ULO Kontrolle) - 1.5 1.0 1.5 1.5 1.0 1.5

Bio (DCA) - 1.5 1.0 1.5 1.5 1.0 1.5

Bio (DCA) + 1.5 1.0 1.5 1.5 1.0 1.5

IP (DCA) - 1.5 1.0 1.5 1.5 1.0 1.5

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Kritischer Sauerstoffgehalt in Abhängigkeit von Sorte, Produktionsverfahren und der Heisswasserbehandlung

Produktionsmethode Heisswasser- behandlung (HW)

Topaz Otava Ariane

09/10 10/11 11/12 11/12 10/11

Bio (ULO Kontrolle) - -- -- -- -- --

Bio (DCA) - 0.21 0.18 0.56 0.45 0.15

Bio (DCA) + 0.20 0.15 0.56 0.44 0.15

IP (DCA) - 0.21 0.15 0.56 0.44 0.15

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Verlauf von RQ und F- α während der DCA- Lagerung von Topaz (2011/2012)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

0 50 100 150 200 250

F-alpha

RQ / Sauerstoffkonzentration (%)

Lagerdauer (Tage)

ULO Kontrolle, Sauerstoffkonzentration

DCA mit HW, Sauerstoffkonzentration ULO Kontrolle, RQ

DCA mit HW, RQ

ULO Kontrolle, F-alpha

DCA mit HW, F-alpha

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Franz Gasser

Vergleich der DCA-Lagerung mit der ULO- Lagerung (Kontrolle)

0 1 2 3

R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL R SL HT No

HT HT No

HT Festigkeit Zucker Säure Festigkeit Zucker Säure Festigkeit Zucker Säure

Topaz Otava Ariane

Anzahl der jährlichen Versuche

weniger gut als ULO-Kontrolle besser als ULO-Kontrolle kein Unterschied

Franz Gasser

Anteil fauler Früchte bei der Auslagerung

0 5 10 15 20

ULO Kontrolle Bio DCA Bio DCA mit HW IP DCA ULO Kontrolle Bio DCA Bio DCA mit HW IP DCA ULO Kontrolle Bio DCA Bio DCA mit HW IP DCA

Topaz

Ariane

Otava

Prozentualer Anteil

Lagersaison11/12

Lagersaison 10/11

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4. Fazit für die Praxis

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DCA-Lagerung

• Der kritische Sauerstoffgehalt während der DCA-Lagerung wurde weder durch die vorgängige Heisswasserbehandlung noch durch die Produktionsmethode beeinflusst.

• Der kritische Sauerstoffgehalt variierte von Jahr zu Jahr. (z.B. für Topaz 0.20%, 0.18% und 0.56% während 3 Jahren), was auf die jährlich unterschiedlichen klimatischen Bedingungen zurück geführt werden kann.

• Bei Topaz und Otava verbesserte die DCA die Qualitäts- erhaltung während der Lagerung nicht verglichen mit der ULO Kontrolle.

• Bei Ariane verbesserte die DCA die Qualitätserhaltung bezüglich Fruchtfleischfestigkeit und Säuregehalt.

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Franz Gasser

Verderb und Heisswasserbehandlung

• Die Heisswasserbehandlung beeinflusste die Qualitätserhaltung und das Auftreten von physiologischen Schäden während der DCA-Lagerung nicht.

• Das Auftreten von Fruchtfäule war stark sortenabhängig: Topaz war diesbezüglich die empfindlichste Sorte, Ariane wies praktisch keinen Verderb auf.

• Früchte aus biologischem Anbau waren anfälliger auf Verderb als IP-Früchte.

• DCA verminderte das Auftreten von Fäulnis verglichen mit der ULO-Kontrolle nicht.

Franz Gasser