HARVEST AND POSTHARVEST QUALITY OF PERSIMMON FRUIT:PHYSICOCHEMICAL AND NUTRITIONAL ASPECTS

Abstract

[EN] In recent years, persimmon crop has become very relevant in Mediterranean Spain, where the production of this fruit centres on only one variety, persimmon cv. Rojo Brillante, majorly located in the Valencian Community. The main postharvest disorders manifested by 'Rojo Brillante' persimmons are flesh browning, which is associated with mechanical damage and chilling injury displayed after low-temperature storage. Previous research has determined the postharvest conditions that lead fruit to develop such alterations. However, the biochemical process behind flesh browning and chilling injury disorders is still unknown. Currently, there is special interest in introducing cultivars from other countries to broaden the varietal range. Besides, prolonging the fruit storage period to supply the markets according to the demand is one of the main challenges. In this context, the present Thesis approached three main objectives: 1) Studying the biochemical process implied in the main physiological postharvest disorders manifested in persimmon fruits by focusing on changes in the fruit redox state; 2) Evaluating postharvest treatments to preserve fruit quality during cold storage; 3) Assessing the physico-chemical and nutritional quality of persimmon cultivars introduced from other countries to increase the varietal range. Biochemical, chromatographic and microstructural studies have revealed that flesh browning manifested by fruits submitted to mechanical damage after removing astringency is associated with a tannins oxidation process caused by a stress oxidative situation. A new flesh disorder, "pinkish bruising", has been described on fruits submitted to mechanical impacts while showing high astringency levels. Sensitiveness to the flesh browning disorder has also been evaluated on different cultivars introduced from other countries. The implication of the redox system in the chilling injury manifestation on 'Rojo Brillante' persimmon has been determined. Moreover, we described the changes in this system associated with chilling injury alleviation by 1-MCP treatment. The effect of a controlled atmosphere based on 4-5% O2 + N2 to prolong the storage of cultivars 'Rojo Brillante' and 'Triumph' has been seen to strongly depend on variety. The results were highly positive on cultivar 'Triumph', in which the evaluated atmosphere extended the storage period up to 3 months. The use of short-term high CO2 treatments was another technology assayed to alleviate chilling injury in non-astringent cultivar 'Fuyu'. This treatment significantly reduced the main chilling injury symptom manifested by this cultivar, which is flesh gelling. This effect was related to cell structure preservation. Recent studies have shown that ethyl formate treatment is highly effective for pest control of persimmon 'Fuyu'. However, this treatment induces fruit softening, which causes quality loss. This Thesis revealed that ethyl formate treatment induces the activity of ethylene synthesis-related genes and that flesh softening is mediated by this hormone. It also demonstrated that by applying 1-MPC pretreatment, fruit softening associated with ethyl formate can be controlled. Therefore, the combined used of both treatments is seen as a potential treatment to disinfect persimmon fruits while preserving quality. Finally, the study of ten cultivars introduced from other countries helped select the most interesting cultivars to broaden the varietal range according to their maturation date and their response to deastringency treatment. The main nutritional compounds of persimmon and how they are affected by CO2 deastringency treatment are described.

[ES] El caqui es un cultivo de gran relevancia en el área mediterránea de España, estando la producción centrada en una única variedad, el cv. Rojo Brillante, y localizada principalmente en la Comunidad Valenciana. Las principales alteraciones presentadas por el caqui 'Rojo Brillante' durante el periodo postcosecha son el pardeamiento de la pulpa asociado a los daños mecánicos y los daños por frío manifestados tras la conservación a bajas temperaturas. Las investigaciones previas han determinado las condiciones de manejo bajo las cuales se desarrollan dichas alteraciones, sin embargo los procesos bioquímicos involucrados en la manifestación de estos desórdenes no se conocen en profundidad. Actualmente uno de los principales retos es la introducción de nuevas variedades que permitan ampliar la gama varietal, así como prolongar los periodos de conservación del caqui con el fin de poder escalonar la puesta en el mercado en función de la demanda. En la presente Tesis se han abordado tres objetivos principales: 1) Estudiar los procesos bioquímicos implicados en los principales desórdenes postcosecha del caqui, prestando especial atención a los cambios en el sistema redox del fruto; 2) Evaluar diferentes tratamientos postcosecha para preservar la calidad del fruto durante la conservación frigorífica; 3) Evaluar la calidad físico-química y nutricional de diferentes variedades de caqui introducidas desde otros países para ampliar la gama varietal. Estudios bioquímicos, cromatográficos y microestructurales, han revelado que el pardeamiento de la pulpa o "browning", manifestado por la fruta que ha sufrido daños mecánicos tras la eliminación de la astringencia está asociado a un proceso de oxidación de taninos motivado por una situación de estrés oxidativo. Además se ha descrito una nueva alteración de la pulpa, "pinkish bruising", manifestada por los frutos sometidos a daño mecánico con alto nivel de astringencia. También se ha evaluado la sensibilidad al pardeamiento de diferentes variedades introducidas desde otros países. Con el objetivo de prolongar la conservación del fruto se ha ensayado el uso de la atmósfera controlada basada en 4-5% O2 + N2 sobre las variedades 'Rojo Brillante' y 'Triumph', observándose que la respuesta a esta tecnología depende de manera muy importante de la variedad. Los resultados fueron especialmente positivos en el caso del cultivar 'Triumph', en el que la atmósfera ensayada permitió prolongar la conservación frigorífica hasta tres meses. Otra tecnología ensayada para el control de los daños por frío fue la aplicación de choques con altas concentraciones de CO2 en el cultivar no astringente 'Fuyu'. Este tratamiento alivió el principal síntoma de daño por frío manifestado por esta variedad, la gelificación de la pulpa. Este efecto se ha relacionado con la preservación de la estructura celular de la pulpa del fruto. Estudios recientes han mostrado que el tratamiento con etil formato es altamente efectivo en el control de insectos durante la conservación y comercialización del caqui 'Fuyu', sin embargo este tratamiento provoca un ablandamiento del fruto mermando su calidad. En esta Tesis se ha demostrado que las aplicaciones de etil formato activan los genes de síntesis de etileno, siendo está hormona mediadora del ablandamiento. Los estudios también revelaron que la aplicación de un tratamiento previo con 1-MCP reduce el ablandamiento del fruto asociado al etil formato, por lo que el uso combinado de ambos tratamientos puede ser considerado una alternativa para la desinfección de los frutos sin detrimento de su calidad. Por último, el estudio de diez variedades introducidas desde otros países permitió seleccionar en base a su momento de maduración y respuesta al tratamiento de desastringencia aquellas variedades de mayor interés para ampliar la gama varietal. Además, se identificaron los principales compuestos nutricionales del caqui y

[CA] El caqui s'ha convertit en els últims anys en un cultiu de gran rellevància en l'àrea mediterrània d'Espanya, estant la producció centrada en una única varietat, el cv. Rojo Brillante, i localitzada principalment a la Comunitat Valenciana. Les principals alteracions presentades pel caqui 'Rojo Brillante' durant el període postcollita són l'enfosquiment de la polpa associat als danys mecànics i els danys per fred manifestats després de la conservació a baixes temperatures. Les investigacions prèvies han determinat les condicions de maneig sota les quals es desenvolupen estes alteracions, però els processos bioquímics involucrats en la manifestació d'estos desordres no es coneixen en profunditat. D'altra banda, actualment un dels principals reptes és la introducció de noves varietats que permetin ampliar la gamma varietal, així com prolongar els períodes de conservació del caqui per tal de poder escalonar la posada en el mercat en funció de la demanda. En este context, en la present Tesi s'han abordat tres objectius principals: 1) Estudiar els processos bioquímics implicats en els principals desordres postcollita del caqui, posant especial atenció als canvis en el sistema redox del fruit; 2) Avaluar diferents tractaments postcollita per preservar la qualitat del fruit durant la conservació frigorífica; 3) Avaluar la qualitat fisicoquímica i nutricional de diferents varietats de caqui introduïdes des d'altres països per ampliar la gamma varietal. Estudis bioquímics, cromatogràfics i microestructurals, han revelat que l'enfosquiment de la polpa o "Browning", manifestat per fruita que ha patit danys mecànics després de l'eliminació de l'astringència està associat a un procés d'oxidació de tanins motivat per una situació d'estrès oxidatiu. A més s'ha descrit una nova alteració de la polpa, "pinkish bruising", manifestada pels fruits sotmesos a dany mecànic amb alt nivell d'astringència. També s'ha avaluat la sensibilitat a l'enfosquiment de diferents varietats introduïdes des d'altres països. Amb l'objectiu de perllongar la conservació del fruit s'ha assajat l'ús de l'atmosfera controlada basada en 4-5% O2 + N2 sobre les varietats 'Rojo Brillante' i 'Triumph', observant-se que la resposta a esta tecnologia depèn de manera molt important de la varietat. Els resultats van ser especialment positius en el cas del cultivar 'Triumph', en què l'atmosfera assajada va permetre prolongar la conservació frigorífica fins a tres mesos. Una altra tecnologia assajada per al control dels danys per fred va ser l'aplicació de xocs amb altes concentracions de CO2 en el cultivar no astringent 'Fuyu'. Este tractament va alleujar el principal símptoma de dany per fred manifestat per esta varietat, la gelificació de la polpa. Este efecte s'ha relacionat amb la preservació de l'estructura cel¿lular de la polpa del fruit. Estudis recents han mostrat que el tractament amb etil format és altament efectiu en el control d'insectes durant la conservació i comercialització del caqui 'Fuyu', però este tractament provoca un estovament del fruit minvant la seua qualitat. En esta Tesi s'ha demostrat que les aplicacions d'etil format activen els gens de síntesi d'etilè, sent esta hormona mediadora de l'estovament. Els estudis també van revelar que l'aplicació d'un tractament previ amb 1-MCP redueix l'estovament del fruit associat a l'etil format, per la qual cosa l'ús combinat de tots dos tractaments pot ser considerat una alternativa per a la desinfecció dels fruits sense detriment de la seua qualitat. Finalment, l'estudi de deu varietats introduïdes des d'altres països va permetre seleccionar en base al seu moment de maduració i resposta al tractament de desastringència aquelles varietats de més interès per ampliar la gamma varietal. A més, es van identificar els principals compostos nutricionals del caqui i es va avaluar l'efecte del tractament de desastringència amb CO2 sobre els mat