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Master Semester 2

Qualitätserhaltung in der Nachernte

CS
by Chris S.

Nenne 2 klimakterische und 2 nicht-klimakteresche Früchte

Klimakterisch:

  • Apfel

  • Birne

  • Banane

  • Mango

  • Pfirsich

Nicht-Klim. :

  • Beerenfrüchte

  • Erdbeeren

  • Zitrusfrüchte


Genussreife vs Pflückreife erklären

  • Erntereife ist das Pflücken von Obst oder Gemüse

  • Genussreife: Stadium der Reife, wo Qualität am höchsten ist.


  • Klimakterisch

    • Pflückreife ist vor Genussreife

    • Reifen in Lager nach

  • Nicht-Klimakterisch

    • werden bei Genussreife geerntet

    • nicht nachreifen


Erläutere den Prozess Fruchtatmung

  • Früchte atmen nach der Ernte weiter

  • Nehmen Sauerstoff auf und geben CO2 ab

  • Verbrennung von gespeicherten Kohlenhydraten in Energie, Wasser und CO2

  • Kontrolle durch Lagerparameter

  • Atmung bei nicht klimakterischen Früchten höher

  • Bei zu geringer Atmung => zu wenig Energie => Gefahr von physiologischen Fruchtschäden


Erkläre die Ursachen dieser physiologischen Ereignisse:

  • eine Woche nach shelflife steigt die Ethylen Produktion eines 1-mcp behandelten Produktes an, einer unbehandelten Kontrolle aber nicht


Verzögerung der Reife mit MCP-Behandlung

Erkläre die Ursachen dieser physiologischen Ereignisse:

  • Anstieg der Festigkeit eines Apfels während des Shelflife


  1. Verlust von H20 (Respiration + Transpiration)

  2. Zunahme Elastizität

  3. Höherer„Scheinbarer“ Festigkeitswert


Erkläre die Ursachen dieser physiologischen Ereignisse:

  • bei ULO Lagerung ist ein höherer säure Gehalt gemessen als in der Kontrolle


Kein O2

-> Säuren werden nicht abgebaut

-> Oxidative Prozesse


Was bedeutet der anaerobe Kompensationspunkt und auf welche 3 Arten kann dieser ermittelt werden?

ACP (Anaerobic Compensation Point)

  • Schwellenwert O2 bei dem die Frucht von aerober Respiration auf anaerobe Respiration stellt

Messung:

  • Chlorophyllfluoreszenz

  • Respirationquotient

    1. Messung der Konzentrationen O2 und CO2

    2. C6H12O6 +602 -> 6CO2 + 6H2O + ATP (2822kJ)

    3. RQ = Produktion CO2 / Verbrauch O2

      RQ = 1 aerobe Respiration

      RQ > 1 anaerobe Respiration -> Gärung

  • Messung von Gärungsprodukten

    • z.B. Ethanol


Zur Reifebestimmung eingesetzte Methoden (bei Kernobst)

Indirekte Bestimmungsmethoden

  • Zahl der Tage von der Vollblüte bzw. von T-Stadium bis Ernte

  • Wärmesummen während 40 Tagen nach Blüte

Lobor-Methoden

  • Klimakterischer Atmungsanstieg

  • Beginn der Ethylenbildung

Schnell-Methoden

  • Farbbeurteilung mit Farbtafeln

  • Samenbräunung, Ablösen des Fruchtstiels

  • Jod-Stärke-Test

  • Refraktometer-Wert (Zuckergehalt)

  • Penetrometer-Wert (Fruchtfestigkeit)


Wie wirkt 1-MCP?

  • MCP (1-Methylcyclopropen) blockiert die Ethylenrezeptoren in Pflanzen.

  • Verhindert die Ethylenwirkung, ein Reifegas, das Alterungsprozesse beschleunigt.

  • Verzögert die Reifung und Alterung von Früchten, Blumen und Gemüse.

  • Erhöht die Haltbarkeit und bewahrt die Qualität nach der Ernte.

Was ist ein PSA und ein VPSA und beschreiben, wofür man es braucht?

PSA (Pressure Swing Adsorption)

  • PSA - Technik (Druckwechseladsorption)

  • VPSA - Technik (Vakuum- Druckwechseladsorption)

    • Luft wird durchgesaugt und nicht gepresst ca. 30% energiesparender

Beides Funktionsprinzipien von Stickstoff - Generatoren


Welche Faktoren beeinflusst 1-MCP bei der Anwendung in der Nachernte und wie?

Positiv

  • Physiologische Reifeprozesse werden verlangsamt

  • Reduzierte Ethylenproduktion der Äpfel

  • Reduzierte CO2 - Produktion der Äpfel

  • Verbesserter Erhalt der Fruchtqualität (v.a. Festigkeit, Gehalt an titrierbaren Säuren, Grundfarbe)

  • Wirkung vor allem während dem Shelf-Life

  • Reduzierung einiger phys. Erkrankungen

    (z.B. Schalenbräune)

Negativ

  • Verstärkte Symptome einiger phys. Erkrankungen

    (z.B. innere Fleischbräune)

  • Reduzierte Aromastoff-Bildung während der Fruchtreife

Was steht in der EG Vermarkungsnormen zB. für Äpfel?

Was ist dabei allerdings zu beachten?

EG Vermarkungsnormen:

  • Mindesteigenschaften

  • Reifeanforderungen

  • Klasseneinteilung (Handelsklassen)

    • Klasse Extra

    • Klasse I

    • Klasse II

Vermarktung gibt striktere/spezifischere Kriterien vor


Einfluss von Vorernte- und Erntefaktoren auf Qualität, Haltbarkeit sowie das Auftreten von Lagerschäden

  • Witterungsbedingter Einfluss

    • Temperatur

    • Niederschläge

  • Genetische Voraussetzungen einer Art bzw. Sorte

    • Textureigenschaften

    • Atmungsintensität

    • Anfälligkeit für phys. Schäden

  • Ungünstige Mineralstoffversorgung

    • hohes K/Ca-Verhältnis

    • Stickstoff- Überversorgung

  • große Fruchtkalieber besitzen i.d.R. eine geringere Haltbarkeit und sind anfälliger für physiologische Schäden

  • Optimaler Erntetermin

  • Schwacher Behang bzw. starkes Triebwachstum verstärken Anfälligkeit

    → Kulturmaßnahmen (z.B. Schnitt)

  • Jahres- und Herkunfts-bedingte Unterschiede


Warum ist Calcium so wichtig?

Wichtig für die Festigkeit der Zellmembranan

  • Bilden Calciumbrücken zwischen den Pektinen

    -> ionische Bindung der Pektinketten (Egg-Box-Struktur)

    • Zellwandstruktur wird gestärkt

      -> Fruchtfleisch fester wird


Auswirkung von Lagerparametern auf die Physiologie der Frucht und Haltbarkeit

  • Temperatur:

    • Zu niedrige Temperaturen können Kälteschäden verursachen.

    • Zu hohe Temperaturen beschleunigen Reifung und Verderb.

  • Luftfeuchtigkeit:

    • Zu niedrige Luftfeuchtigkeit führt zu Wasserverlust und Welken.

    • Zu hohe Luftfeuchtigkeit fördert Schimmelwachstum und Fäulnis.

  • Atmosphärenzusammensetzung:

    • Reduzierter Sauerstoff und erhöhtes Kohlendioxid verzögern die Reifung.

    • Kontrollierte oder modifizierte Atmosphäre verlängert die Haltbarkeit.

  • Licht:

    • Direktes Licht kann die Erwärmung fördern und die Qualität beeinträchtigen.

    • Dunkelheit kann die Reifung verzögern und die Haltbarkeit erhöhen.

  • Ethylenspiegel:

    • Ethylen beschleunigt die Reifung und Alterungsprozesse.

    • Entfernung oder Reduzierung von Ethylen verzögert diese Prozesse.

  • Ventilation

    • Luftmenge

    • Luftgeschwindigkeit


Ursachen für zu hohe Entfeuchtung bzw. zu niedrige Luftfeuchte im Lager

  • Schlechte Abstimmung der Kälteanlage (z.B. zu geringe Verdampferoberfläche)

  • Unzureichende Luftfumwälzung im Lager

  • zu große Temp.-Differenz zwischen VerdampferTemperatur und Raumtemperatur

  • Zu viele Kühltakte

  • Wärmeeintrag durch Wände, Türen usw


Was ist DCA Lagerung ?

DCA (Dynamically Controlled Atmosphere)

  • Der Sauerstoffgehalt wird bis zum „anaeroben Kompensationspunkt“ (ACP) abgesenkt.

  • Lagerbedingungen werden an die Reaktion der Frucht angepasst (interaktiv)

  • Es werden die maximal möglichen Bedingungen ausgenützt (keine „Sicherheitsmarge“)


Vorteile dynamischer CA-Lagesysteme gegenüber der konventionellen CA/ULO-Lagerung

  • Weiterentwicklung der CA- bzw. ULO-Lagerung: → weitere Verbesserung der Haltbarkeit

  • kein zusätzlicher Einsatz chemischer Wirkstoffe

  • verbesserte Kontrolle physiologischer Erkrankungen: Schalenbräune, Schalenfleckchen, Kernhausbräune

Kältekreislauf erklären


  1. Verdampfung: Im Verdampfer nimmt das Kältemittel, das bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck flüssig ist, Wärme aus dem Lagerraum auf. Dabei verdampft es und entzieht so dem Raum Wärme, was zur Abkühlung führt.

  2. Kompression: Der verdampfte Kältemittel-Dampf wird dann von einem Kompressor angesaugt, der den Dampf komprimiert. Durch die Kompression erhöht sich der Druck, wodurch auch die Temperatur des Kältemitteldampfes steigt.

  3. Kondensation: Der heiße Kältemitteldampf wird durch den Kondensator geleitet, wo er seine Wärme an die Umgebung abgibt und kondensiert. Das Kältemittel wird wieder flüssig.

  4. Expansion: Das nun flüssige Kältemittel wird durch ein Expansionsventil geleitet, wo sein Druck und seine Temperatur abrupt abfallen. Danach fließt es zurück in den Verdampfer, um den Zyklus erneut zu beginnen.


Prinzip der direkten Kühlung erklären und Vor-und Nachteile nennen

  • Kühlung direkt im Lagerraum

  • Vorteile

    • Günstig -> sehr verbreitet

  • Nachteile

    • Entfeuchtung

    • Leckagen Problem von Kühlmittel im Raum

    • inkonstant Temperatur wegen Kühltakten


Wichtige Eigenschaften von Kältemitteln

  • große spezifische Verdampfungsenthalpie

  • hohe volumetrische Kälteleistung

  • hohe Wärmeleitfähigkeit

  • nicht brennbar oder explosiv

  • kein Ozonabbaupotential

  • geringer Treibhauseffekt (geringer GWP-Wert)

  • nicht giftig


Bei welchen Kulturen werden Schnellkühlverfahren angewendet und warum?

→ Vor allem Arten mit hoher Atmungsintensität, z.B.:

  • Beeren

  • Kirschen

  • Spargel

  • z.T. Blattgemüse (Salate)

Warum?

  • schnelle Abfuhr der Feldwärme

  • schnelle Reduzierung der Respiration:

    => Reduzierung von Qualitätsverlusten

    => verbessertes Shelf-life


Wie kommt es zu Taubildung auf Früchten?


Wenn kalte Früchte ausgelagert werden, kühlt sich die wärmere Luft mit höherer absoluter Feuchte an der Frucht ab und fällt unter den Taupunkt (100% rel. LF.)

-> Taubildung auf der Frucht

Taubildungs-Szenarien bei verpackten Früchten

Warm eingepackt dann ins kalte Lager

-> Tau an der Innenseite der Verpackung (schlecht)


Kalt eingepackt/gelagert dann ausgelagert

-> Tau an der Außenseite der Verpackung (nicht schlimm)

Möglichkeiten zum Abtauen der Verdampfer:

  • Elektrische Abtauung

    Lamellen am Verdampfer werden elektrisch beheizt

    => effizient aber energieaufwendig

  • Lüfternachlauf

    Lüfter läuft bei abgeschaltetem Verdampfer ca. 10-20 Minuten nach

    => günstigte Variante, aber nur bis ca. 0,5°C möglich

  • Heißgasabtauung

    kurzzeitige Umkehrung des Kältekreislaufes

    → Verdampfer wird zum Kondensator (heißes Kältemittel wird kurzzeitig in Verdampfer gepumpt)

    => energetisch günstig, aber höherer technischer Aufwand + anfälliger

  • Wasserabtauung

    Warmwasser wird durch Abwärme am Kondensator erhitzt u. zum Abtauen der Verdampfer verwendet

    => energetisch günstig, aber rel. hohe Investitionskosten


Technische Ausrüstung eines CA-Lagers

  • Messgeräte (CO2, O2, H2O, Temp.)

  • Druckausgleich

    • Ventiel

    • Lunge

  • CO2-Bindung

    • Adsorber

  • O2-Absenkung

    • N2-Generator

  • Kälte + Ventilation

  • Gasdichte Türe

  • Isolierung



Wann treten Gärschäden auf?

  • Überschreitung des anaeroben Kompensationspunktes(Gärgrenze) durch zu niedriger O2 Gehalt

  • sind teilweise reversibel


Wie kann es zu Sauerstoffmangel kommen

Bei Leckagen in der Messleitung wird Sauerstoff aus der Umgebung angesaugt

-> Gemessener Wert entspricht nicht tatsächlichem Wert im Raum

-> Steuerung injiziert N2, um Sollwert zu erreichen

-> Sauerstoffmangel

Welche Möglichkeiten der Energieeinsparung gibt es?

Technische/ bauliche Maßnahmen

  • Richtige Dimensionierung der Kälteanlage

  • Verschmutzte Verdampfer bzw. Kondensatoren reinigen

  • Wahl des Abtauverfahrens

  • Nutzung der Abwärme (z.B. Wärmetauscher)

  • Stromsparende Ventilatoren

  • auf gute Luftführung achten (Stapelplan!!!)

  • Ausreichende Dämmung

  • Bodenisolierung

  • Wahl des N2 - Generators

  • Richtige Dimensionierung und Wartung der CO2 - Absorber

und Lagerstrategische Maßnahmen

Lagerstrategische Maßnahmen?

  • Vorkühlung der Früchte (Nutzen der Nachttemperaturen)

  • bei Einlagerung bereits für optimale Luftführung sorgen (Luftleitbleche, Stapelplan, richtige Anordnung der Verdampfer usw.)

  • Türen schließen

  • Konsequente ULO- Lagerung (1% O2 für alle Sorten möglich)

    → verbesserte Haltbarkeit

    → kompensieren höherer Temperaturen

  • CO2 nicht tiefer als notwendig (Adsorberlaufzeiten reduzieren)

  • Erhöhung der Temperaturen bei CA-Lagerung möglich (~0,5°C)

  • Kühllagerung + 1-MCP als Alternative zu ULO für kurze bis mittellange Lagerdauer

  • Lagerung bestimmter Sorten bei höheren Temperaturen

Was sind parasitäre / physiologische Lagerkrankheiten

  • Unterschied

  • Beispiele


Parasitär

  • Fäulen durch pilzliche Schaderreger

  • Botrytis, Penizillium u.a.

Physiologisch

  • Fruchtschäden durch Probleme im Stoffwechsel der Früchte

  • Mangel an Calcium, Zuckerstoffwechsel…


Welchen Vorteil hat das Coating von Früchten? Nenne sie drei Aspekte!

  • Verbesserung der Nachernte-Qualität und des Shelf Life

  • Erhaltung der Qualität der Inhaltsstoffe

  • geringeres mikrobielles Wachstum

Wodurch unterscheiden sich die in der Studie verwendeten Chitosan-Komponenten und mit welchem Chitosan konnten sich bei Erdbeeren und Äpfeln die besten Ergebnisse erzielen? 


High molecular weight Chitosan

Unterschied: High molecular weight Chitosan vs medium molecular weight chitosan

Was beeinflusst die Dicke der Chitosanschicht?

Die Feuchtigkeit der Oberfläche

Wodurch wird die Nachernte-Qualität bzw. das Shelf Life verbessert?

Reduktion des Wasserverlusts, Konservierung der Inhaltsstoffe, Schutz vor Schimmelbefall

Wie wirkt AS in essbaren Beschichtungen?

Antimikrobiell, antioxidativ & dient als Bräunungsschutzmittel

Wie wirkt sich die Integration von Ascorbinsäure in eine Chitosan-Beschichtung aus?

Erhöht die Wirksamkeit von CH & verlängert Haltbarkeit nach der Ernte

Aus welcher Stoffkategorie bestehen Chitosan-Beschichtungen?

Essbarer Überzug auf Polysaccharidbasis

Was passiert bei einer übermäßigen Ansammlung an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS)? Nennen sie drei Aspekte!

  • Störung des Stoffwechsels

  • Beschädigung der Membran

  • DNA und Proteine oxidieren bis zum Zelltod


Was beeinflusst den Vitamin C-Gehalt und Carotinoid-Gehalt in Wassermelonen? Nennen sie 4 Parameter!

  • Genotyp

  • Reifestadium

  • Ernte und Nachernte

  • Umweltfaktoren

Wie wirkt sich die Nacherntebehandlung mit Ozon auf die Atmungsrate und die Ethylenproduktion bei Cantaloup-Melonen aus?

  • niedrigere Atmungsrate

  • niedrigere Ethylenproduktionsrate


Prinzip der indirekten Kühlung erklären und Vor-und Nachteile nennen

  • Raum wird über doppelte Wand von außen gekühlt

  • Vorteile

    • Keine Entfeuchtung

    • Konstante Temperatur

  • Nachteile

    • teuer -> nicht sehr verbreitet


Welche weiteren Effekte können durch eine Nacherntebehandlung mit Ozon erreicht werden?

  • Verzögerte Qualitätsabnahme des Sarkokarps (geringere Abnahme der Festigkeit, verzögerte Zuckerreduktion) und Exokarps

  • Hemmung des Bakterien- und Pilzwachstums


Warum sind Cantaloupe-Melonen anfällig für mikrobielle Kontamination?

Weil die unregelmäßige Struktur der Schale die Entfernung von Krankheitserregern erschwert.

Welche wertgebenden Inhaltsstoffe konnten unter Diacetylbildung bei Brokkoli gegenüber der Kontrolle besser aufrechterhalten werden?

  • Vitamit C

  • Flavonoide



Welcher Qualitätsverlust in der Nachernte ist die wesentliche Ursache dafür, dass Brokkoli nur ein sehr kurzes Shelf Life aufweist?

Brokkoli hat eine hohe Atmungsaktivität und bei hohen Temperature vergilbt dieser schnell bzw. wird schnell welk

Welcher natürliche Zusatzeignet sich besonders gut in Multipolysaccharid-Suspensionen gegen den Grauschimmel?

Oregano essential oil (OEO)

Was ist bei Versuchsreihen wichtig, um herauszufinden, ab welche Konzentration ein eingesetzter Stoff Wirkung zeigt und warum sind genaue Aussagen zur Wirkungsschwelle dennoch häufig schwierig?

  • Arbeiten mit festgelegten Konzentrationen

  • Aussagen über die Wikrungsschwelle sind häufig schwierig, da die Festlegung der Wirkungsschwelle bestimmt wird von der Empfindlichkeit der verwendeten Untersuchungsmethode


Aufgrund welcher Eigenschaften weist dieser Zusatz (OEO) eine fungizide Wirkung auf?

OEO besitzt einen hohen Gehalt an Phenolverbindungen (z.B.: Carvacrol), welche als Inhibitoren gegen Pilze fungieren. Zusaätzlich stärkt OEO die Suspensionsstruktur, was vor allem Feuchtigkeitsaustritt und somit Schimmelbildung mindern kann.

Nennen sie drei Parameter, anhand der die Nacherntequalität von Erdbeeren beurteilt werden kann.

  • Festigkeit

  • Gewichtsverlust

  • Oberflächenfarbe



Welche “einzig negative” Auswirkung hatte der EInsatz von OEO in Beschichtungssuspensionen in der untersuchten Studie?

OEO mindert die Lichtdurchlässigkeit (Transmission) der Suspension, weshalb die Beschichtung auf der Frucht trüb erscheint.

Warum musste der brokkoli in der untersuchten Studie vorsichtig und mit einem scharfen Messer zerkleinert werden? Welchem Effekt sollte hier vorgebeugt werden?

  • Zerkleinerung mit scharfen Messer, da Verletzungen zu einer verstärkten Ethylenbildung führen

  • —> dem Alterungsprozess soll vorgebeugt werden



Was sind die Gründe für Qualitätsverlust bei Kakis in der Nachernte? Nennen sie auch Ursachen und Beispiele für Qualitätsverluste!

Umgebungstemperatur: Schneller Verderb

Kühllagerung: Kälteschäden mit Bräunung und Erweichung durch antioxidativen Stress, Verringerung antioxidativer Kapazität und titrierbaren Säuregehalt

Wo kann Calcium in der Frucht verbunden sein? (Kaki)

Zellwand, Membran, Zytosol

Weshalb hat eine Heißwasserbehandlung in Kombination mit Calciumlactat einen positiven Effekt (Kakis)?

Warmwasseraufbereitung erleichtert den Eintritt und Fixierung von Calcium

Nenne drei Effekte bei der Persimon-Frucht, die durch eine kombinierte Heißwasserbehandlung und Calciumlactat hervorgerufen werden!

  • Verbesserte Aufrechterhaltung von Festigkeit

  • bessere antioxidative Eigenschaften

  • bessere Qualität


Auch Calciumchlorid kann einen positiven Einfluss auf verschiedene Qualitätsparameter in der Nachernte haben. Allerdings gibt es einen wesentlichen Nachteil von Calciumchlorid als Behandlungsmethode. Welcher ist das? (Kaki)

Bitterer und inakzeptabler Geschmack

Welche Pflanzen wurden zur Herstellung der Extrakte in der untersuchten Studie verwendet und welche spezifischen EIgenschaften sollten diese Extrakte aufweisen? (Himbeere)

Grüner Tee und Rosmarin —> Bioaktive Komponenten beibehalten, um Haltbarkeit zu verlängern; Beide haben einen hohen Gehalt an Phenolen —> antimikrobiell, antioxidativ

Nach welcher Lagerdauer kam es zum Verderb bei der Kontrolle und welche Lagerzeiten konnten mit der Verpackung mit aktiven Pad erzielt werden?

Mit aktiven Pad: 14 Tage

Ohne Pad: 3 Tage

Welche positiven Eigenschaften weist CHitosan als Nacherntebehandlung auf? Nenne 4 Aspekte!

  1. Antimikrobiell

  2. Antioxidativ

  3. nicht toxisch

  4. kein Allergenpotential


Mit welchem Kunststoff wurden die Schalen in der untersuchten Studie hitzeversiegelt und welche besonderen Eigenschaften weist dieser Kunststoff auf?

PLA = Polyester (Poly lactic Acid)

  • Eco-freundlich

  • Nachhaltig

  • hohe Beständigkeit gegen UV-Strahlung

  • geringe Feuchtigkeitsaufnahme mit hoher Kapillarwirkung

  • geringe Entflammbarkeit

Welche Vorteile hat die Nacherntebehandlung mit Ozon?

  • hinterlässt keine Rückstände

  • bildet keine krebserregenden Stoffe

  • keine sensorischen Veränderungen der behandelten Produkte


Nennen sie zwei Methoden zur Spektralerfassung und deren Wellenlängenbereich!

  • Dioden-Array-Spektrometer 950-1650 nm

  • Spektroradiometer 325-1075 nm

Nennen sie drei zerstörungsfreie Techniken, um die Fruchtqualität von Wassermelonen zu bestimmen!

  • Ultraschall

  • Hyperspektralbildgebungsmethode (HSI)

  • Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)

Was sind typische Symptome von Kälteschäden bei Pfirsichen und welche thermischen Verfahren wurden in der untersuchten Studie verglichen, um Kälteschäden zu reduzieren? Welches dieser Verfahren ist effektiver?

Symptome:

  • Innere Bräunung

  • Verlust der Fruchtqualität

Thermische Verfahren:

  • Heißluft Behandlung HA (38°C für 3 Stunden)

  • Heißwasser Behandlung HW (48°C für 10min)

Heißwasser Behandlung wirksamer!

—> Die HW-Behandlung könnte das antioxidative System der Pfirsichfrüchte aufgrund der höheren Wärmebehandlung in Wasser leichter beeinflussen!

Wofür steht die Abkürzung VIS/NIR bei den in der Studie verwendeten Messgeräte?

NIR = Nahinfrarot ( NIRS = Nahinfrarotspektroskopie)

Vis = Visible = sichtbarer Wellenbereich

Was versteht man unter Glasigkeit bei Ananas und warum ist sie problematisch?

  • irreversible physikalische Störung des Fruchtfleisches —> geringe Porösität und hohe Wassersättigung

  • Problem: überreifer fauliger Geschmack, herabgesetzte Lagerfähigkeit


Was sind die Ursachen von Glasigkeit bei Ananas?

Entstehung durch unterschiedliche Vorernteeinflüsse:

  • Temperatur

  • Sonnenbrand

  • starke Regenfälle

  • Überdüngung



Waarum entstehen bei der Spektroskopie von Ananas Störungen durch Lichtstreuungen?

Entsteht durch die sehr raue Oberfläche der Frucht


In welchem Wellenlängenbereich ist eine non-destruktive Detektion von Glasigkeit bei Ananas mittels Spektroskopie sicher möglich?

Wellenlängenbereich zwischen 400-1100 nm

Mit welchen Methoden kann die Wirkung von 1-MCP bei Brokkoli gemessen werden?

Chlorophyllfluoreszenz

DA-Index-Messung

Nennen Sie ein weiteres physikalisches Verfahren, welches eingesetzt werden kann, um die Empfindlichkeit gegenüber Kälte zu reduzieren!

Verpackung mit modifizierter Atmosphäre

Wärme- und UV-C-Behandlung

Wie äußern sich Ethylenschäden am Brokkoli?

Masseverluste

Röschen und Blätter können gelb werden und abfallen

Zu welchen Qualitätsparametern können mithilfe der Chlorophyllfluoreszenzmessung bei Brokkoli Erkenntnisse gewonnen werden?

Gesamtqualität sowie Reife und Farbe

Wie wird der DA-Index berechnet?

Differenz der Absorption zwischen den Wellenlängen von 670 und 720nm

Nennen sie Gründe, warum Erdbeeren leicht verderblich sind. Nennen sie mindestens drei Gründe!

  • nicht klimakterisch —> Ernte erst zur Genussreife

  • Geringe mechanische Widerstandsfähigkeit

  • Anfällig für Pathogene

  • Hohe Atmungsrate


Welche Ziele sollen mit einer Nacherntebehandlung mit Melatonin bei Erdbeeren erreicht werden?

  • Radikalfänger

  • Antioxidative Wirkung

  • Erhöht die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Stress


Fürht eine behandlung mit Melatonin bei Erdbeeren zu einer Erhöhung oder einer Verminderung der folgenden Stoffe/Parameter im Vergleich zum Standard (ohne Behandlung)?

  • Antioxidative Eigenschaften

  • Flavonoidgehalt

  • Malondialdehyd

  • Antioxidative Eigenschaften: steigt

  • Flavonoidgehalt: steigt

  • Malondialdehyd: sinkt

Welche physiologischen Prozesse spielen bei der Reife von klimakterischen Früchten eine wesentliche Rolle?

  • Respiration

  • Ethylenproduktion

  • Umwandlung von Kohlenhydraten in Zucker


In welcher Einheit wird die Fruchtfleischfestigkeit in der Regel angegeben und ab welchem Wert wurde in der untersuchten Studie davon ausgegangen, das Verzehrreife erreicht ist?

Chris weiß du vielleicht welche Frucht hier in Frage steht?

—> kg/cm^2 oder Newton

—> 15 N

Warum sind die Messung des Trockenmassegehalts zum Erntezeitpunktes bei Mangos relevant? Welche Zusammenhänge sollen darüber ermittelt werden?

—> Reifebestimmung

—> Trockenmassegehalt hängt mit späterem Gehalt an löslichen Feststoffen zusammen

—> ausschlaggebend für den Geschmack (Süße) der reifen Früchte

—> Verbraucherzufriedenheit


Welche zwei Mango-Sorten, die auch im europäischen Handel eine wichtige Rolle spielen, wuren in der untersuchten Studie verwendet?

  • “Tommy Atkins”

  • “Palmer”

Welche Qualitätsmängel können bei Himbeeren auftreten, die eine Vermarktung verhindern? Nennen sie drei relevante Qualitätsmängel?

  • Respirationsrate steigt

  • mechanische Beschädigung

  • Fruchtfäulnis und -verfärbung

  • Temperaturschwankungen



Welche CO2 und O2 Konzentrationen werden genutzt, um eine verbesserte Qualitätserhaltung zu erzielen?

  • CO2-Level: 5-20%

    (>30%: Farbbräune, Weichwerden)

  • O2-Level: 3-10%

    (<3%: off-flavour)

In der Nachernte wird ein Teil der Erdbeeren mit Melatonin behandelt, der andere Teil nicht.

Nennen sie vier Qualitätsparameter, bei denen sie nach einer Lagerung von etwa 12 Tagen einen Unterschied erkennen werden können! (TEIL1)

  • Fäulnisbefall

  • Verderbsrate

  • Gewichtverlust

  • Farbe



Durch welche Methode kann der Vitamin D2-Gehalt von Pilzen in der Nachernte erhöht werden?

UV-Bestrahlung

Nenne vier Faktoren, die die Vitamin D2-Produktion bei UV-Bestrahlung von Pilzen beeinflusst!

  • Temperatur

  • Zeit

  • Oberfläche

  • Distanz zur Lampe



Was ist bei der Lagerung von UV-bestrahlten Pilzen bezüglich des Vitamin-D2-Gehaltes zu beachten?

Selbst mit Kühlung nimmt der Vitamin-D2-Gehalt recht schnell ab

Bei welcher UV-Bestrahlung (UV-B oder UV-C) konnte ein höherer Gehalt an Vitamin D2 erzielt werden und in welchem Wellenlängenbereich lagen die beiden Strahlungsquellen?

UV-B erzielte bessere Ergebnisse

Wellenlängenbereiche:

  • UV-B 280-315nm

  • UV-C 200-280nm

Was versteht man unter CA-Lagerung? Was sind übliche Konzentrationen an CO2 und O2 bei der CA-Lagerung?

CA-Lagerung heißt controlled atmosphere, also kontrollierte Atmosphäre.

Durchschnittliche Werte liegen bei:

  • CO2 2-5%

  • O2 2-3%



Warum sind hohe Asparaginwerte schlecht für den Spargel bzw. den Menschen?

Weil Asparagin mit reduzierten Zuckern unter großer Hitze zu Acrylamid wird.

Im Versuch wurden sogenannte Lock&Lock-Boxen für ein Monitoring der verschiedenen CA-Bedingungen genutzt. Wie wurde eine Veränderung der Gasatmosphäre durch die Produktatmung verhindert?

Die Lock&Lock-Boxen hatten ein Ablassrohr, durch das sich das CO2 nicht ansammeln konnte und abgetragen wurde, sodass die Atmosphäre gleich blieb.

Wofür steht die Abkürzung ABA und welche Rolle spielt ABA in Zusammenhang mit der Qualitätserhaltung in der Nachernte?

ABA steht für Abscisinsäure und ist ein Wirkstoff in pflanzen, welcher im Verdacht steht, die Alterung von Pflanzen zu beeinflussen.

Mit welchen Methoden kann die Atmungsrate in der Nachernte bei Kohl verringert werden?

Durch Kühlung und Sauerstoffentzug

Warum ist eine schnelle Kühlung nach der Ernte notwendig?

Damit die Atmungsrate und die Produktion von Ethylen schnell verringert wird

Welche Vorteile bringt eine Verpackung unter passiv modifizierter Atmosphäre?

Sauerstoffentzug

Was sind wesentliche Vorteile von Vakuumkühlung gegenüber normaler Raumkühlung?

Schnelle und gleichmäßige Kühlung

Welche Methoden der Vorkühlung-Vakuumkühlung oder Stückeiskühlung-ist für die Kühlung von Brokkoli zum Erreichen der gewünschten Endtemperatur die schnellere Methode?

Stückeismethode

Wie lange ist Brokkoli ohne Vorkühlung üblicherweise haltbar?

Bis 5 Tage

Um wie viele Tage ist eine Verlängerung der Haltbarkeit bei brokkoli durch Vorkühlung denkbar?

Bis 12 Tage

In der untersuchten Studie werden sowohl Stükeiskühlung als auch Vakuumkühlung als geeignete Methoden zur Vorkühlung von Brokkoli empfohlen. Sie sind Gemüsegärtner und wollen ein Vorkühlverfahren im Unternehmen etablieren. Bitte begründen sie kurz, für welches der beiden Verfahren sie sich entscheiden würden!

Hängt vom Unternehmen ab, generell gilt aber:

  • Wenns um bessere Nährwertqualität und Haltbarkeit geht, ist Stückeiskühlung besser. Nachteil sind die Kosten

  • Wenns um die Kosten geht, ist die Vakuumkühlung die bessere Option. Dafür hält das Produkt nur 11 Tage


Wieso ist Spargel ein leichtverderbliches Gemüse?

Wegen:

  • empfindlicher Struktur

  • Anfälligkeit für physiologische Veränderungen

  • hohe Atmungsrate


Für welche Verpackungsarten stehen folgende Abkürzungen PP MA und PP C?

  • Makroperforierte Polypropylenbeutel (PP MA)

  • Mikroperforierte Polypropylenbeutel (PP C)


An welchen Parametern wird die Ess- und Kochqualität von grünem Spargel bestimmt?

Textur, Faser- und Ligningehalt

Was besagt der Ligningehalt im Hinblick auf die Frische des Spargels?

  • Wichtigstes Frischemerkmal bei Spargel

  • Lignin ist bestandteil der Sklerenchymfaser vom Spargel

—> Ein Anstieg führt zur Verholzung der Zelle und Zähigkeit des Spargels


Wie beeinflusst die Hitzebehandlung die Festigkeit von Zucchinis während der Kaltlagerung?

Die Hitzebehandlung verlangsamt den Festigkeitsverlust signifikant

Inwiefern beeinflusst die Hitzebehandlung den Anstieg der relativen Elektrolytleckage in Zucchinis?

Die Hitzebehandlung reduziert den Anstieg der relativen Elektrolytleckage signifikant

Welche Auswirkungen hat die Hitzebehandlung auf den CI-Index (chilling injuries) von Zucchinis während der Kältelagerung?

Die Hitzebehandlung führt zu signifikant niedrigeren CI-Indizes

Wie viel mehr Energie wird prozentual in der Produktion für das Betreiben einer Umwälzpumpe mit einer Fließgeschwindigkeit von 2 m/s benötigt?

etwa 4% mehr Energie wird benötigt

Nenne verschiedene Produktionssysteme in der Supply Chain von Obst und Gemüse


Nenne die Prozessschritte in der Nachernte

  • Anzahl der Prozessschritte, Dauer und verwendete Technologie kann stark variieren


Wie hoch ist der Anteil an O+G, der über den LEH vermarktet wird?

In Deutschland 90%

Präsentation und Handling im Großhandel, LEH und beim Konsumenten

→ wichtige Rolle für die Qualitätserhaltung

Nenne die physiologischen Hauptprozesse in der Nachernte

Gegebenenfalls auch die Gleichung nennen.

Atmung

  • C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 2822kJ

Transpiration

  • J = K * A (ps - pa )

Ethylenbiosynthese / exogenes Ethylen

Wie kann die gezielte Beeinflussung der Atmung zur besseren Qualitätserhaltung in der Nachernte genutzt werden?

Atmung

  • Stoffwechsel verlangsamen

  • Abbau von Kohlenhydraten reduzieren

  • Einfluss auf Reifeprozesse nehmen



Wie kann die gezielte Beeinflussung der Transpiration zur besseren Qualitätserhaltung in der Nachernte genutzt werden?

Transpiration

  • Wasserverlust reduzieren

  • Welke vermeiden

  • Stressreaktionen reduzieren


Wie kann die gezielte Beeinflussung der Ethylenbiosynthese zur besseren Qualitätserhaltung in der Nachernte genutzt werden?

Ethylenbiosynthese / exogenes Ethylen

  • Reifung aktiv beeinflussen

  • Seneszenz verlangsamen

  • Stressreaktionen reduzieren

  • direkte und indirekte Ethylenwirkungen reduzieren


Mit welcher Formel können Sie die Transpiration in der Nachernte beschreiben?


Wie wird der Koeffizient K genannt?

Massentransferkoeffizient oder auch Transpirationskoeffizient


In welche zwei Hauptkomponenten kann der Massentransferkoeffizient untergliedert werden?

  • Produktspezifische Komponente

    Widerstand Pflanzengewebe

  • Umgebungsbedingungen

    Widerstand laminare Grenzschicht


Welche Parameter beeinflussen den Massentransferkoeffizienten und welche das Sättigungsdefizit?

MTK - Gewebe

  • Struktur, Alter und Art des Gewebes

  • Verletzungen

  • Oberflächenwachse

MTK - Grenzschicht

  • Form

  • Größe

  • Gewicht

Sättigungsdefizit

  • Umgebungs Temperatur

  • Relative Luftfeuchte

  • Oberflächentemperatur

Wie können Sie die Atmungsrate messen?

meistens wird CO2 gemessen weil günstiger

Nochmal Atmungsformel


Anforderungen an edible Coating?

  • Essbar

  • Produktsicherheit

  • Lebensmittelsicherheit

  • Umweltfreundlich

  • Verlängerung des Shelflife

  • Keine nachteiligen Auswirkungen auf das Produkt


Was sind die Gründe? Wo sind mögliche Vorteile?

edible Coating



Welche Materialien kommen für edible Coating in Frage?

  • Polysaccharide

  • Lipide

  • Proteine


Muss die Verwendung von Edible Coating deklariert werden?

Ja

  • Mit “gewachst” oder Bezeichnung und E-Nummer


Rechtsgrundlage für edible Coatings

EU → Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 vom 16. Dezember 2008 über Lebensmittelzusatzstoffe

EU → Food Additive Database (nur zu Informationszwecken)

Wo kommt Ethylen noch vor?


  • in geringem Maße nahe zu überall in der Luft

  • Abgase


Ist Ethylen für den Menschen gefährlich?

  • Nur in sehr hohen Konzentrationen

  • Problem ist eher Ethylenoxid, welches kanzerogen ist


Welche Prozesse stimuliert Ethylen in Pflanzen ?

  • Ethylensynthese bei klimakterischen Früchten (positive Feedback)

  • Antocyansynthese reifender Früchte

  • Chlorophyllabbau

  • Samenkeimung

  • Atmungsrate

  • Adventivwurzelbildung

  • Ananas: Blütenbildung und Ausfärbung

  • Blattseneszenz


Welche Prozesse hemmt Ethylen in Pflanzen ?

  • Ethylensynthese in vegetativen Gewebe und bei nicht klimakterischen Früchte (negative Feedback)

  • Blütenbildung (bei vielen Pflanzen)

  • Auxin-Transport (wichtig für Blattfall im Herbst)

  • Wurzel-Blatt- und Streckungswachstum


Welche Eingriffsmöglichkeiten habe ich zur Hemmung der Ethylen Biosynthese?

  • Heißwasserbehandlung

  • Anaerobe Bedingungen

  • MCP


Wirkungen von hohem Sauerstoffgehalt bei verpackten Lebensmitteln?

  • Off-flavors/Fremdaromen (Oxidation ungesättigter Fettsäuren)

  • Vitamin C-Verluste

  • Dunkle Verfärbung/Verbräunung von Frischfleischprodukten

  • Wachstum aerober Mikrosorganismen

  • Erhöhte Atmungsrate Obst und Gemüse

  • Enzymatische Braunfärbung (unter Beteiligung phenolischer Verbindungen)

  • Verfärbungen bei verarbeiteten Obst und Gemüse


Was sind Aktive Verpackungen?

Aktive Beeinflussung der Umgebungsbedingungen für ein Lebensmittel

  • Active-scavenging systems → Adsorber bzw. Absorber

  • Active-releasing systems → Emitter



Ziele von Active Packaging

  • Verlängerung Shelflife

  • Optimaler Qualitätserhalt

  • Ggf. Verbesserung Qualität


Ziele Intelligent Packaging

  • Information/Monitoring der Qualität, der Lagerbedingungen, der Supply Chain

  • Unterstützen Handlungsempfehlungen


Was ist Smart Packaging ?

Active & intelligent Packaging

  • Gesamtlösung mit Monitoring und aktiver Beeinflussung

  • Chemische oder biologische Sensoren zur Qualitäts- und Hygieneüberwachung, Tracking and Tracing + aktive Beeinflussung der Bedingungen

  • Ansätze können auch Umweltinformationen beinhalten


Was ist bei MAP Verpackungen der Unterschied zwischen mikroperforierten und LDPE Verpackungen?

Mikroperforierte Folien

  • Größere Gasautauschraten

  • Produkte mit hoher Atmungsrate

  • Durchlässigkeit für O2 ist ähnlich der Durchlässigkeit für CO2

Folien gleichmäßiger Stärke

  • LDPE (Low densitiy poly ethylen)

  • Durchlässigkeit kann gezielt für O2 und CO2 beeinflusst werden

  • Permeabilität für CO2 meist deutlich höher als für O2


Positive und negative Wirkungen von Verpackungen

Positive Effekte

  • Hygiene – Schutz vor mikrobieller Belastung

  • Schutz von mechanischen Belastungen

  • Geringere Feuchteverluste

  • Gezielte Beeinflussung des Kleinklimas

  • Längeres Shelflife

  • Kommunikation (z.B. Label, Zertifizierungen, etc.)

Nachteilige Effekte

  • Hoher Anteil Müll

  • Höhere Kosten

  • Schlechterere Carbon-Footprint (Nachhaltigkeit)

  • Migration schädlicher Stoffe in das Produkt


Ist biologisch abbaubarer Kunststoff aus biobasierten Kunststoffen hergestellt?


Anforderungen an Qualitätsprüfungen

  • Reproduzierbarkeit

  • Schwellenwerte

  • Schnell

  • mobil

  • geringe Kosten

  • zerstörungsfrei

  • geeignet für verschiedene Produkte

  • Leicht interpretierbar

Nenne je 3 Beispiele für nicht-/zerstörerische Methoden der Qualitätsmessung

Äußere Qualität (nicht-zerstörerisch)

  • Waage

  • Schieblehre / Schablone

  • Thermometer

Innere Qualität (zerstörerisch)

  • Zuckergehalt (°Brix) = Refraktometer

  • Säuregehalt = Titration

  • Festigkeit = Penetrometer


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Author

Chris S.

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