Renate Kadau: Untersuchungen zu qualitätsbeeinflussenden,  nacherntephysiologischen und phytopathologischen  Prozessen bei Convenience-Produkten  während der Kurzzeitlagerung am Beispiel von Spargel  (Asparagus officinalis L.)
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Untersuchungen zu qualitätsbeeinflussenden,
nacherntephysiologischen und phytopathologischen
Prozessen bei Convenience-Produkten
während der Kurzzeitlagerung am Beispiel von Spargel
(Asparagus officinalis L.)

Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades
doctor rerum horticulturarum
(Dr. rer. hort.)

eingereicht an der Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät
der Humboldt-Universität zu Berlin

von Dipl.-Ing. agr. Renate Kadau
geb. Weiß, geb. 5.10.1938 in Berlin

Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin
Prof. Dr. Jürgen Mlynek

Dekan der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät
Prof. Dr. Dr. h. c. Uwe Jens Nagel

Gutachter:
1. Frau Prof. Dr. Carmen Büttner
2. Frau Dr. Susanne Huyskens-Keil

Datum der Promotion: 4.7.2005

Meinen Kindern

Karola, Klaudia, Martin

und meinen Enkeln

Klara, Georg, Theodor und Romy

Zusammenfassung

In Deutschland nimmt der Anbau von Bleichspargel (Asparagus officinalis L.) sechzehn Prozent der Gesamtgemüseanbaufläche ein. Die Qualitätssicherung von Spargel, insbesondere aber von geschältem (Convenience-) Spargel stellt wegen der hohen Stoffwechselaktivität nach der Ernte eine Herausforderung dar. Insbesondere gilt es, die Textur und die Inhaltsstoffe vor qualitätsmindernden Veränderungen und verderbsförderndem Pilzbefall zu bewahren. Als Verpackung dienen in der Regel Folienverpackungen, die aber oft für das empfindliche Gemüseprodukt nicht geeignet sind. Daher wurde der Einfluss von unterschiedlichen Folienverpackungen (vier Polypropylenfolien, zwei biologisch abbaubare Folien und ein Oberflächencoating) mit unterschiedlicher Permeabilität für Sauerstoff und Kohlendioxid auf die Veränderungen der Qualitätsparameter (Farbe, Textur, Frischmasse, Trockensubstanz, Gerüstkohlenhydrate (Pectine, Lignin, Hemicellulose, Cellulose, Saccharose, Fructose, Glucose) von nicht geschälten und geschälten Spargel unmittelbar nach der Ernte und nochmals nach drei (bzw. vier) Lagertagen (2°C, 10°C, 20°C Lagertemperatur) ermittelt. Direkt nach der Ernte und nach drei Lagertagen wurde bei 10°C und 20°C Lagertemperatur die Kontamination mit Pilzen und der eventuell damit verbundene Gehalt an Fumonisin B1 geprüft.

Die Lagertemperatur von 10°C (2 d Lagerdauer) erwies sich als geeignet zur Qualitätserhaltung von Convenience – Spargel.

Bei 2°C und 20°C geschältem Spargel waren die Pectinfraktionen, bei nicht geschältem Spargel war der Hemicellulosegehalt Veränderungen unterworfen. Die Veränderungen dieser Qualitätsparameter waren mit den Veränderungen der Textur korreliert.

Die Spargelspitze ist bei der Lagerung (2°C und 20°C) stoffwechselaktiver, als die restliche Spargelstange.

Es zeigte sich, dass das Verhältnis von O2 zu CO2 (RQ) in der Verpackungsfolie signifikanten Einfluss auf die Qualitätsparameter von geschältem Spargel ausübte. Die geringsten stoffwechselphysiologischen Veränderungen wurden bei einem RQ von 0,65 festgestellt.

Folienverpackungen mit RQ von 0,03-0,65 hatten sich für das endophytische Pilzwachstum als hemmend erwiesen.

Das Mykotoxin Fumonisin B1 wurden in gesundheitlich unbedenklichen Mengen (< 1,67 mg * kg TS-1) in nicht gelagerten und in gelagerten Spargelstangen nachgewiesen.

Eigene Schlagworte: Asparagus officinalis L. cv. Gijnlim, Convenience-Spargel, Kurzzeitlagerung, Lagertemperatur, Folienverpackungen, Coating, Qualität, Respirationsquotient, Kohlenhydrate, Pectine, Lignin, Hemicellulose, Cellulose, Pilzwachstum, Fusarium spp., Mykotoxin, Fumonisin B1

Abstract

The production area of white asparagus comprises 16 % of all vegetable crops in Germany. The economic important asparagus (Asparagus officinalis L.) is known for its high quality loss in postharvest. In order to protect convenience asparagus, i.e. fresh-cut peeled white asparagus from rapid deterioration in respect to phytopathological fungi, nutritive and sensory compounds the commercial use of film packaging might be an important tool. However, the film packaging materials used commercially do often not fulfil product physiological concerns. Therefore, the influence of different film packaging materials (four polypropylene-films, two biological degradable films and one coating) with different permeabilities for CO2 and O2 was investigated for unpeeled and peeled white asparagus during storage (2, 3, and 4 days) at temperatures of 2°C, 10°C, 20°C. Changes in the following quality attributes were studied: colour, texture, fresh weight, dry weight, structural carbohydrates (pectic substances, lignin, hemicellulose, cellulose), mono- and disaccharides (fructose, glucose, sucrose). Moreover, at harvest and after three days of storage the contamination with fungi and the content of the mycotoxin Fumonisin B1 was observed. The tests for contamination of fungi were conducted with slight nutrient agar (SNA) for seven days at 20°C under 14 h UV light and 10 h darkness (Nirenberg, 1976)

Quality changes were most inhibited at a storage temperature of 10°C for two days. The ratio of O2 to CO2 (RQ) within the film packaging had a pronounced effect on the quality attributes of peeled asparagus. Changes in dry weight, fresh weight, lignin content were low at a RQ of 0,65 (P-Plus 2 film), whereas the water-soluble/insoluble pectin ratio (1 : 0,8) remained constant during the entire storage period. A low correlation was found between texture and hemicellulose, glucose, sucrose and the ratio of water-soluble to insoluble pectin. The meristematic zone of the asparagus tip revealed a higher metabolic activity than other morphological parts of the spear.

Endophytic fungi, e.g. Fusarium spp., a precursor of mycotoxin, was found in control asparagus spears. During storage, the development of Fusarium spp. could be inhibited by all film packaging revealing a RQ of 0,003 - 0,65. The mycotoxin Fumonisin B1 occurred in all asparagus spears (control and stored spears), however the content (< 1,67 mg * kg TS -1) did not reach health risk threshold values.

Keywords: Asparagus officinalis L. cv. Gijnlim, Postharvest, peeled white asparagus, asparagus spears, fresh-cut, convenience-products, qualitäty, film packaging materials, coating, detioration, pectin, fructose, glucose, saccharose, lignin, hemicelluloses, oxygen, carbon dioxide, phytopathological fungi, fumonisin B1

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

Bilder

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22.12.2005