Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: Production of the South African ‘Triumph’ persimmon grown as a counter season supply to European markets declined from 740 ha in 2008 to 550 ha in 2011 due to, among other factors, quality variation observed when the fruit arrives at the market. Variation in fruit quality affects acceptability, hence profitability. The aim of this study was to investigate the effects of time of maturity (influenced by region and paclobutrazol treatment), stage of maturity at harvest (colour), orchard differences and wind on ‘Triumph’ persimmon storage potential (6.5 weeks at -0.5 oC and after 4 days shelf-life at 20 oC) as well as evaluation of near-infrared spectroscopy (NIRs) as an objective tool to sort fruit of various maturity stages. The first study compared storage potential of fruit from an early region treated with paclobutrazol, an untreated early region and a late region harvested at 4 stages of maturity determined by the Perishable Product and Inspection Services (PPIS) persimmon colour chart. Harvesting South African ‘Triumph’ persimmon at colour group 3 (PPIS colour chart values 5-6 compared to commercial harvest at 4-5) demonstrated the potential to improve fruit storage potential regardless of the maturity time. The second trial compared storage potential of fruit harvested at colour group 3 from 4 orchards on each maturity time in the 2012 season and 5 orchards on adjacent farms in the 2013 season. The results demonstrated that, although harvesting fruit at PPIS colour chart values 5-6 improved the general post-harvest quality, significant quality variation resulting from orchard factors could occur. The third trial investigated the effect of wind on storage potential of ‘Triumph’ persimmon fruit by simulating wind and wind damage by blowing trees for 10 min, shaking trees for 2 min, defoliating half of the trees and twisting fruit stalks. Wind simulations increased soft fruit after cold storage, decreased titratable acidity (TA) and total soluble solids (TSS) after shelf-life and delayed fruit colour development after storage and after shelf-life. The effect of wind simulation and simulated damage on storage potential varied per season and should be studied further in more detail. However, orchard practices that reduce wind power may improve quality of stored ‘Triumph’ persimmon fruit. The fourth trial investigated the possibility of using near infra-red spectroscopy (NIRs) as an alternative or complimentary non-destructive fruit sorting tool. Near infra-red (NIR) spectra were obtained over the wavelength range of 800-2500 nm. Flesh firmness, Sinclair (IQ) firmness, TSS, TA and fruit colour were determined using conventional methods after spectral measurements. All measured quality parameters showed that PPIS colour chart alone may not categorise fruits into precise distinctive maturity stages. NIR calibration and validation models proved that NIRs predicts TSS and fruit colour throughout post-harvest storage of ‘Triumph’ persimmon fruit. In conclusion, this study found that harvesting South African ‘Triumph’ persimmon at PPIS colour chart values 5-6, orchard management for post-harvest quality, reducing wind damage and using NIRs as complimentary maturity indexing tool may improve storage potential of the South African ‘Triumph’ persimmon fruit. / AFRIKKANSE OPSOMMING: Die produksie van Suid-Afrikaanse ‘Triumph’ persimmons om die Europese markte te voorsien gedurende die tyd van die jaar wanneer daar geen vrugte op die mark is nie, het afgeneem vanaf 740 ha in 2008 tot 550 ha in 2011. Een van die faktore wat ‘n rol gespeel het in die afname van produksie is die variërende kwaliteit van vrugte op die mark. Vrugkwaliteit variasie affekteer die bemarkbaarheid van vrugte, en dus winsgewendheid. Die doel van die studie was om die effek van tyd van oesrypheid (soos bepaal deur kleur en beïnvloed deur produksie area en paclobutrazol behandeling), boordvariasie en wind op ‘Triumph’ persimmon opberging (6 weke en 3 dae by -0.5 oC) en rakleeftyd (4 dae by 20 oC) te bepaal. Die studie het ook die geskiktheid van naby-infrarooi spektroskopie (NIRs) as ‘n objektiewe sorteringsinstrument van verskeie rypheidsstadia getoets. Die eerste proef vergelyk opbergingspotensiaal van vrugte uit ‘n vroeë produksie area behandel met paclobutrazol, onbehandelde vrugte uit ‘n vroeë produksie area, en vrugte uit ‘n laat produksie area geoes by 4 verskillende stadia van rypwording soos bepaal deur die Bederfbare Produkte en Inspeksie Dienste (Perishable Product and Inspection Services (PPIS)) se persimmonkleurkaart. Die oes van Suid-Afrikaanse persimmons by kleurkaartgroep 3 (PPIS kleurkaart waardes 5-6 in vergelyking met kommersiële oes by 4-5) het die potensiaal om vrugopbergbaarheid te verbeter onafhanklik van produksie area. Die tweede proef vergelyk opbergbaarheid van vrugte van 4 boorde in elke rypwordings tyd / area (2012 seisoen) en 5 boorde op aangrensende plase (2013 seisoen) wat by kleurgroep 3 geoes is. Die resultate demonstreer dat alhoewel vrugkwaliteit na-oes beter behou word wanneer vrugte by PPIS kleurkaartwaardes van 5-6 ge-oes word, betekenisvolle kwaliteitsvariasie bestaan as gevolg van boordverskille. Die derde proef ondersoek die effek van gesimuleerde wind en windskade op die opbergbaarheid van ‘Triumph’ persimmonvrugte. Dit is gedoen deur bome vir 10 min te blaas met lug met behulp van ‘n kommersiële boordspuitpomp, hard te skud vir 2 min, deur die helfte van die blare te stroop, en deur die vrugstele te wring. Windsimulering verhoog die persentasie sagte vrugte na koueopberging, verminder titreerbare sure (TS) en totale oplosbare vastestowwe (TOVS) na rakleeftyd en vertraag vrugkleurontwikkeling na opberging en rakleeftyd. Die effek van windsimulering en geassosieerde skade op opbergbaarheid het baie gevarieer tussen seisoene en moet verder en in meer detail bestudeer word. Boordpraktyke wat windkrag verminder mag egter ‘n verbetering in die kwaliteit van ‘Triumph’ persimmonvrugte tot gevolg hê. Die vierde proef bestudeer die geskiktheid van NIRs as ‘n alternatiewe of aanvullende niedestruktiewe vrugsorteringsapparaat. NIR spektra is ingesamel tussen 800-2500 nm. Fermheid, Sinclair (IQ) fermheid, TOVS, TA en vrugkleur is bepaal deur konvensionele metodes na spektrale metings. Alle vrugkwaliteitsparameters het gewys dat die PPIS kleurkaart nie alleen die vrugte in presiese rypheidsklasse kan indeel nie. NIR kalibrasie en validasie modelle bewys dat NIRs TOVS en vrugkleur ‘Triumph’ persimmon na-oes kwaliteit kan voorspel. In gevolgtrekking het die studie bevind dat die oes van Suid-Afrikaanse persimmonvrugte by PPIS kleurkaartwaardes van 5-6, boordbestuurspraktyke vir die behoud van na-oes kwaliteit, windskade vermindering en die gebruik van NIRs as ‘n aanvullende rypheidsindekseringsapparaat die opbergingsvermoë van Suid Afrikaanse ‘Triumph’ persimmons mag verbeter.

[EN] Persimmon (Diospyros kaki L.) 'Rojo Brillante' is an astringent variety characterised by good growing conditions, excellent colour, size, sensory characteristics and good nutritional properties. In the last decade, its production has grown substantially in Spain given the application of high levels of CO2 to remove astringency while firmness is preserved. This technology has also increased its potential as a fresh-cut commodity. However, physical damage during processing result in degradation of the colour and firmness of the product and a higher susceptibility to microbial spoilage that significantly reduces the fruit's shelf life. The objective of the present thesis was to develop optimum procedures for processing and marketing 'Rojo Brillante' persimmon into a fresh-cut product with the maximum shelf life and best physicochemical, nutritional, sensory and microbiological quality. Firstly, the objective was to evaluate the effect of the maturity stage (MS) at harvest, storage time at 15 ºC before processing, and the application of different antioxidant treatments on enzymatic browning, sensory and nutritional quality of fresh-cut 'Rojo Brillante' persimmon during storage at 5 ºC. Concentrations of 10 g L-1 ascorbic acid (AA) or 10 g L-1 citric acid (CA) controlled tissue browning and maintained the visual quality of fresh-cut persimmon above the limit of marketability for 6-8 storage days at 5 ºC, depending on the MS. However, these acidic solutions reduced fruit firmness as compared to control samples. Further studies showed that the combination of these antioxidants with 10 g L-1 CaCl2 maintained firmness of the persimmon slices within the same range as the control samples. In another work, the application of 1-methylcyclopropene (1-MCP) allowed to process fruits after 45 days of storage at 1 ºC with commercial firmness and the antioxidant solution (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2) extended the limit of marketability up to 9 days of storage at 5 ºC. Different controlled atmosphere conditions in combination with AA or CA dips were also evaluated as a first step to select optimum O2 and CO2 concentrations for modified atmosphere packaging (MAP) of fresh-cut 'Rojo Brillante' persimmons. Overall, the combination of antioxidant dips and a controlled atmosphere composed of 5 kPa O2 (balance N2) was proved to be the most effective combination to control enzymatic browning. This atmosphere maintained the visual quality of persimmon slices within the limit of marketability during 7- 9 days at 5 ºC. On the contrary, high CO2 concentrations (10 or 20 kPa) induced darkening in some tissue areas, associated with a flesh disorder known as 'internal flesh browning'. Later studies confirmed the beneficial effect of an active MAP in 5 kPa O2 compared to passive MAP to improve the visual quality of fresh-cut 'Rojo Brillante' persimmon, showing a synergic effect with the antioxidant dip (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2). Antioxidant edible coatings were prepared from whey protein isolate (WPI), soy protein isolate (SPI), hydroxylpropyl methylcellulose (HPMC) and apple pectin as the polymeric matrix. All edible coatings were amended with the antioxidant combination selected (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2). All the edible coatings tested proved effective to control enzymatic browning of persimmon slices. However, the samples treated with the HPMC- and pectin- based coatings were scored with a better visual quality that the rest of the treatments. In general, free radical scavenging activity and total carotenoid content increased in late-season persimmons; whereas, processing (cutting and storage at 5 ºC), antioxidant dips, controlled atmosphere storage or edible coatings had no clear effect on nutritional quality (vitamin C, free radical scavenging activity, total phenolic content, and carotenoids) of fresh-cut persimmons. / [ES] El caqui persimmon (Diospyros kaki L.) 'Rojo Brillante' es un cultivar astringente que presenta unas propiedades organolépticas y nutricionales excelentes. En la última década, su cultivo en el área mediterránea de España se ha incrementado de manera exponencial con el desarrollo de la tecnología que permite eliminar la astringencia, manteniendo la firmeza del mismo. Esta nueva forma de presentación, aporta numerosas ventajas, entre la que se incluye la posibilidad de ser comercializado como fruta fresca cortada. Sin embargo, el éxito comercial del producto está limitado por el pardeamiento enzimático, la pérdida de firmeza y al crecimiento microbiano. En este contexto, el objetivo de la Tesis ha sido el desarrollo de caqui 'Rojo Brillante' fresco cortado mediante un enfoque que integra el estudio de las características del producto en el momento del procesado y de distintas tecnologías que mantengan la calidad físico-química, sensorial, nutricional y microbiológica del producto durante un periodo que permita su comercialización. En primer lugar, se evaluó el efecto del estado de madurez (MS) en el momento de recolección, el tiempo de almacenamiento a 15 ºC antes del procesado y la aplicación de diferentes antioxidantes en el pardeamiento enzimático y la calidad sensorial y nutricional del caqui 'Rojo Brillante' cortado y almacenado a 5 ºC. La aplicación de 10 g L-1 de ácido ascórbico (AA) ó 10 g L-1 ácido cítrico (CA) controló el pardeamiento enzimático y mantuvo la calidad visual del caqui por encima del límite de comercialización entre 6 y 8 días de almacenamiento a 5 ºC, dependiendo del MS. Sin embrago, la aplicación de estos antioxidantes redujo de manera significativa la firmeza del fruto respecto al control. La combinación de estos antioxidantes con 10 g L-1 de CaCl2 permitió mantener la firmeza en el mismo rango que las muestras control. En un trabajo posterior, la aplicación de 1-metilciclopropeno (1-MCP) permitió procesar caqui almacenado 45 días a 1 ºC con una buena firmeza comercial y el tratamiento antioxidante (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2) consiguió alcanzar un límite de comercialización del producto de 9 días a 5 ºC. La evaluación de distintas atmósferas controladas en combinación con tratamientos antioxidantes (AA o CA), como paso previo al envasado en atmósfera modificada (MAP) del caqui, mostró como más efectiva en el control del pardeamiento enzimático la atmósfera compuesta por 5 kPa O2 (balance N2). Esta atmósfera mantuvo la calidad visual del caqui cortado dentro del límite de comercialización durante 7-9 días a 5 ºC. Por el contrario, la aplicación de altas concentraciones de CO2 (10 ó 20 kPa) dio lugar a un pardeamiento en ciertas zonas de la pulpa que se conoce como 'internal flesh browning'. Estudios posteriores confirmaron el efecto beneficioso del envasado de caqui cortado y tratado con solución antioxidante (CA-CaCl2) en una MAP activa de 5 kPa O2 en la calidad visual del fruto frente a la aplicación de una MAP pasiva. El desarrollo de recubrimientos comestibles con capacidad antioxidante se realizó mediante la incorporación de antioxidantes (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2) a formulaciones a base de proteína de suero lácteo (WPI), proteína de soja (SPI), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y pectina. Todos los recubrimientos fueron efectivos controlando el pardeamiento enzimático del caqui cortado, siendo las muestras recubiertas con HPMC y pectina las mejor evaluadas visualmente. En general, el procesado, la aplicación de antioxidantes, el envasado en atmósferas controladas y los distintos recubrimientos comestibles estudiados, si bien no mostraron un efecto claro en los parámetros de calidad nutricional evaluados, no tuvieron un efecto negativo en los mismos. Por otra parte, los frutos cosechados a final de campaña tuvieron mayor actividad antioxidante y contenido en carotenoides. / [CAT] El caqui persimmon (Diospyros kaki L.) 'Rojo Brillante' és un cultiu astringent que presenta unes propietats organolèptiques i nutricionals excel¿lents. En la última dècada, el seu cultiu en l'àrea mediterrània d'Espanya s'ha incrementat de manera exponencial amb el desenvolupament de la tecnologia que permet eliminar l'astringència, mantenint la fermesa del mateix. Esta nova forma de presentació, aporta un gran nombre d'avantatges, entre els quals s'inclou la possibilitat de comercialitzar-lo com fruita fresca processada. No obstant, l'èxit comercial del producte està limitat per pardetjament enzimàtic, la pèrdua de fermesa i el creixement microbià. L'objectiu de la Tesis ha estat en el desenvolupament de caqui 'Rojo Brillante' tallat en fresc mitjançant un enfocament que integra l'estudi de les característiques del producte en el moment del processat i de diferents tecnologies en el manteniment de la qualitat físico-química, sensorial, nutricional i microbiològica del producte durant un període que permeta la seua comercialització. En primer lloc, es va avaluar l'efecte de l'estat de maduresa (MS) en el moment de recol¿lecció, el temps d'emmagatzemament a 15ºC abans del processat i l'aplicació de diferents tractaments antioxidants en el pardetjament enzimàtic i la qualitat sensorial i nutricional del caqui 'Rojo Brillante' tallat i emmagatzemat a 5 ºC. L'aplicació de 10 g L-1 d'àcid ascòrbic (AA) o 10 g L-1 d'àcid cítric (CA) va controlar el pardetjament enzimàtic i va mantenir la qualitat visual del caqui per damunt del límit de comercialització entre 6-8 dies d'emmagatzemament a 5 ºC, depenent del MS. No obstant, l'aplicació d'antioxidants va reduir de manera significativa la fermesa del fruit comparat amb el control. La combinació d'aquestos antioxidants amb 10 g L-1 de CaCl2 va permetre mantenir la fermesa en el mateix rang que les mostres control. En un treball posterior, l'aplicació de 1-metilciclopropeno (1-MCP) va permetre processar caqui emmagatzemat 45 dies a 1 ºC amb una bona fermesa comercial i a més, el tractament antioxidant (10 g L-1 CA + 10 g L-1 CaCl2) va aconseguir un límit de comercialització del producte tallat de 9 dies a 5 ºC. L'avaluació de diferents atmosferes controlades en combinació amb tractaments antioxidants (AA o CA), com a pas previ a l'envasament en atmosfera modificada (MAP) del caqui 'Rojo Brillante, va mostrar com a més efectiva en el control del pardetjament enzimàtic l'atmosfera composta per 5 kPa O2 (balanç N2). Aquesta atmosfera va mantenir la qualitat visual del caqui tallat dins del límit de comercialització durant 7-9 dies a 5 ºC. Per contra, l'aplicació d'altes concentracions de CO2 (10 ó 20 kPa) va donar lloc a un pardetjament en certes zones de la polpa, el qual és conegut com 'internal flesh browning'. Estudis posteriors van confirmar l'efecte beneficiós de l'envasament de caqui tallat i tractat amb solució antioxidant (CA-CaCl2) en una MAP activa de 5 kPa O2 millorant la qualitat visual de la fruita front a l'aplicació de una MAP passiva. El desenvolupament de recobriments comestibles amb capacitat antioxidant es va realitzar mitjançant la incorporació d'antioxidants (CA-CaCl2) en formulacions a base de proteïna de sèrum làctic (WPI), proteïna de soia (SPI), hidroxipropilmetilcel-lulosa (HPMC) i pectina. Tots els recobriments van ser efectius controlant el pardetjament enzimàtic del caqui tallat. No obstant, les mostres recobertes amb HPMC i pectina van ser millor avaluades visualment que la resta de tractaments. En general, el processat, l'aplicació d'antioxidants, l'envasament en atmosferes controlades i els distints recobriments comestibles estudiats, si bé no van mostrar un efecte clar en els paràmetres de la qualitat nutricional avaluats, no van tindre un efecte negatiu en els mateixos. Per altra banda, els fruits recol¿lectats a final de temporada van tenir major activitat antioxidant i contingut en / Sanchís Soler, E. (2016). Effect of processing on the physicochemical, sensory, nutritional and microbiological quality of fresh-cut 'Rojo Brillante' persimmon [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62588 / TESIS