La conservazione in Atmosfera Controllata dei prodotti ortofrutticoli. Maristella Vanoli CREA-IT sede di Milano

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1 La conservazione in Atmosfera Controllata dei prodotti ortofrutticoli Maristella Vanoli CREA-IT sede di Milano

2 H 2 O traspirazione respirazione 6O 2 +C 6 H 12 O 6 -> 6CO 2 +6H 2 O+calore etilene H 2 O CO 2 calore ETILENE

3 RESPIRAZIONE Velocità di Respirazione Climaterico

4 RESPIRAZIONE-TEMPERATURA La velocità di respirazione è influenzata da: o TEMPERATURA o COMPOSIZIONE GASSOSA della cella di conservazione Prodotto RESPIRAZIONE 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C 25 C albicocca arancia fragola kiwi lampone mango Mela pesca Uva asparago carciofo cavolfiore lattuga pisello TEMPERATURA Velocità relativa di deterioramento Shelf-life relativa 0 C C C C C TEMPERATURA o agisce direttamente sulla velocità di respirazione e quindi sul metabolismo o Influenza microrganismi

5 TEMPERATURA - danni da freddo I prodotti ortofrutticoli: o non sensibili ai danni da freddo: -2 C +2 C (mele, broccoli, uva, lattuga, pere, kiwi) o sensibili ai danni da freddo: 5-15 C (avocado, banana, agrumi, mango, meloni, pomodori) o temperature non ottimali -> i danni da freddo (imbrunimenti polpa o buccia, arrossamenti, rammollimenti, pastosità)

6 o Modificazione dei livelli di O 2 e/o CO 2 nella cella di conservazione in abbinamento alle basse temperature aria che respiriamo: 78% azoto 21% O % CO 2 o Atmosfera Controllata (CA): O 2 <8% e CO 2 1%

7 diminuzione % di O 2 e aumento % CO 2 : o riducono la velocità di respirazione o riducono la velocità di produzione dell etilene o ritardano la maturazione o riducono la velocità di degradazione delle pectine o mantengono la texture o rallentano la degradazione della clorofilla o agiscono sulla presenza di patogeni o influenzano lo sviluppo di alterazioni fisiologiche (positivo o negativo) o possono causare la formazione di off-flavours e off-odours

8 produzione etilene FRAGOLA Alamar et al. PBT 2017

9 qualità PERE Rizzolo et al. PBT 2015

10 fisiopatie Granny Smith Riscaldo superficiale RISCALDO SUPERFICIALE Zanella PBT 2003

11 EFFETTI NEGATIVI DANNI da CO 2 ELEVATA o cavità della polpa o imbrunimenti della buccia o Imbrunimenti della polpa o Imbrunimenti del cuore o Disfacimenti della polpa o Arrossamenti DANNI da BASSO O 2 o sapore alcolico o imbrunimenti della polpa o imbrunimenti del cuore o riscaldo o sviluppo di off-flavours o incapacità di maturazione o Sviluppo di off-flavours o Eccessivo intenerimento della polpa

12 diffusione gas Braeburn Kanzi Conference Jonagold Ho et al. J.Exp Botany, 2010 Ho et al. J.Exp. Botany 2010 Herremans et al. BMC Plant Biology (2015) Jonagold -> 1%O 2 Kanzi -> 2% O 2 Braeburn -> 2.5% O 2 Conference -> 2.5% O 2

13 healthy ATMOSFERA CONTROLLATA alterazioni fisiologiche BH cavity BH CA: 1%O 2 + 5%CO 2 OPT CA: 2.5% O % CO 2 with a 3 week delay of CA to prevent browning INCIDENCE of BROWN HEART (%) BH STORAGE OPT STORAGE 3 months 6 months 3 months 6 months d0 d14 d0 d14 d0 d14 d0 d14 Healthy fruit Cavity Browning BC BP Vanoli et al. PBT 2014 Severity Index

14 alterazioni fisiologiche PERE ABATE FETEL RISCALDO SUPERFICIALE, RISCALDO MOLLE, IMBRUNIMENTO INTERNO Vanoli et al. PBT 2016

15 TECNICHE CA STATICA (approccio empirico) o DELAYED CA o CA INTERROTTA o ULO (Ultra Low Oxygen, O 2 =1%) Zanella et al. FRUTTICOLTURA 2015 CA DINAMICA (DCA, approccio fisiologico) individuare il livello minimo di O2 (LOL) che garantisce la minima intensità di respirazione o DCS Dynamic Control System, ILOS (Etanolo) o DCA-CF (Chlorophyll Fluorescence) o DCA-RQ (Respiratory Quotient)

16 DCS o % O 2 regolata in base al contenuto di ETANOLO (prodotto finale della fermentazione) nella cella o nel frutto EtoH> 500 nl l -1. O 2 0.1% Veltman et al. PBT 2003 o utilizzato a livello commerciale per conservare mele Elstar in Olanda (+ dure, + verdi, - skin spots rispetto a CA tradizionale) o EtOh solubile in acqua -> accumulo nei tessuti -> - in atmosfera rimetabolizzato nei tessuti -> sottostima stress da basso O 2

17 ILOS o ILOS (Initial Low Oxygen Stress) o Viene forzata la produzione di etanolo fino ad una soglia limite ( ppm nel succo) o Viene ripetuto lo stress di ossigeno (RLOS) quando si oltrepassa un limite minimo predefinito all interno del frutto (5-10 ppm) o In Red Delicious ha ridotto l incidenza del riscaldo nel breve periodo (6 mesi) ma non dopo 8 mesi

18 DCA-CF o O 2 regolato in base alla fluorescenza della clorofilla (non distruttivo) HarvestWatc h Tran et al. Scientia Hort. 2015

19 DCA-CF REGOLE per APPLICAZIONE CORRETTA DCA-CF o Stoccare solo frutti di una singola varietà per cella o Stato di maturazione e qualità dei frutti omogenei o Rapido riempimento della cella o Pull-down O 2 secondo le raccomandazioni specifiche per cv o Impostare i livelli di O 2 allo % sopra il LOL (mai<0.4%)

20 o DCA-CF applicata commercialmente in Alto Adige ( t mele) o dopo validazione del LOL (Laimburg) o Dal 2003 sono state costruite 623 celle DCA-CF, 511 nel resto del mondo ATMOSFERA CONTROLLATA DCA-CF o sono stati ridefiniti i valori di CO 2, da molto bassi (0.5%) a valori più alti ( 1%) con conseguente risparmio energetico Zanella et al. Frutticoltura 2015

21 DCA-RQ o O 2 regolato in base al quoziente respiratorio (RQ) o RQ = CO 2 prodotta/o 2 consumato o RQ>1 fermentazione o DCA-RQ monitora e identifica il punto critico al quale i frutti in conservazione iniziano la fermentazione o Il sistema DCA-RQ misura la respirazione dei frutti Mele ELSTAR Van Schaik et al. ActaHort. 2015

22 DCA-RQ Bessemans et al. PBT 2016

23 DCA-RQ Mele GALAXY Thewes Food Chemistry 2017

24 DCA effetti sulla qualità Mditshwa et al. Food Packaging and Shelf Life 16 (2018) 59 68

25 DCA - effetti sulle fisiopatie Mditshwa et al. Food Packaging and Shelf Life 16 (2018) 59 68

26 IMPIANTI o TENUTA delle CELLE ai GAS (isolamento termico, impermeabili ai gas, resistenti alle pressioni) o SISTEMA di REFRIGERAZIONE o APPARECCHIATURE

27 APPARECCHIATURE CA APPARECCHIATURE AC o atte a ridurre il livello di O 2 ASSORBITORE CO2 GENERATORE AZOTO o atte a ridurre il livello di CO 2 o Assorbitori di etilene o Analisi e controllo dei gas ASSORBITORE ETILENE

28 CONCLUSIONI CONCLUSIONI La CA permette di o mantenere la qualità dei prodotti ortofrutticoli lungo la catena di distribuzione o riduce gli sprechi o aumenta la disponibilità di prodotto nell arco dell anno. o non prevede l uso di prodotti chimici -> prodotti biologici o è un metodo alternativo all uso di prodotti chimici per il controllo delle fisiopatie