Postharvest losses of fresh fruit and vegetables are considerable if they are not properly handled. Hyperbaric pressure treatment is a physical treatment that has the advantages over other treatments in terms of treatment uniformity on the item and independent of its size and shape. Nevertheless, the response of fruit and vegetables to this technique has been little explored. Respiration rate (RR) has been previously proposed as an indicator to reveal the importance of hyperbaric pressure treatment. However, the real RR measured during the transient period of hyperbaric pressure treatment has been unknown because of the effect of dilution and the gas solubilisation. The main purposes of this study were: 1) to study the potential of hyperbaric pressure treatment (pressure levels ranging from 100 kPa to 900 kPa) to extend shelf life and maintain quality of different types of fruit and vegetables (i.e. sweet corn, avocado, lettuce and tomato) at room temperature (20 °C); and 2) to develop a method for measuring the RR of horticultural produce during the transient period. Hyperbaric pressure treatment generally reduced RR of the tested produce but the magnitudes are dependent on their type. Compared with storage at room conditions (100 kPa, 20 °C), hyperbaric pressure treatment reduced RR greatly in the case of sweet corn and avocado but the reduction was slight for lettuce and tomato. The reduced weight loss was a consistent effect of hyperbaric pressure treatment. The color, especially green, was found to change less for all types of produce. Hyperbaric pressure treatment at room temperature attenuated firmness loss of avocado, tomato and lettuce. The tastes of pressure-treated produce were maintained or not affected by post hyperbaric pressure treatment. Overall, hyperbaric pressure treatment preserved quality attributes of horticultural produce during treatment, resulting in shelf life extension and did not have any adverse effect on taste or appearance during storage or shelf holding periods.The effect of hyperbaric pressure treatment on biochemical compounds (antioxidants) and their antioxidant activities was studied using tomato. Hyperbaric treatment significantly affected lycopene content by inhibiting then enhancing its accumulation during treatment and ripening, respectively. Ascorbic acid and total phenolic contents, lipophilic antioxidant (LAA) and hydrophilic antioxidant (HAA) were not affected by hyperbaric pressure treatment. An experiment on the bacterial growth was conducted to investigate whether hyperbaric pressure treatment had direct impact on the behaviour of decay-causing bacteria or not. Results showed that hyperbaric pressure treatment at room temperature greatly reduced the growth behaviour of bacteria that cause soft rot in fruit and vegetables. This may in part explain the decay reduction of horticultural produce when treated with hyperbaric treatment.The real metabolic RRm in transient period was evaluated by considering gas dilution due to flushing system and solubilisation of CO2 in the flesh of the produce based on mass balance of CO2 in the system. The RRm in transient period was estimated by incorporating the initial RR of untreated fruits with the RR at equilibrium. The kinetics of RRm in transient period followed a negative exponential equation. The constant value (k) of the RRm model in transient period was found to decrease exponentially with the partial pressure of CO2 at equilibrium. It implicates the amount of gas solubilised and the time to reach equilibrium. The developed method should be validated with other produce for the determination of RRm during the transient period at the beginning of a hyperbaric treatment. / Les pertes postrécoltes de fruits et légumes frais peuvent être considérables s'ils ne sont pas manipulés convenablement. Le traitement physique hyperbare (TH) a l'avantage, contrairement aux autres traitements, d'être uniforme et indépendant de la taille et de la forme du produit. La réponse des fruits et légumes à ce type de traitement a cependant été peu étudiée. Le taux de respiration (TR) est suggéré comme indicateur de l'efficacité du TH. Par contre, le taux réel de respiration durant la période de transitoire du TH avant d'atteindre l'équilibre est inconnu dû aux effets de dilution et de solubilisation des gaz. Les principaux objectifs de cette étude étaient : 1) étudier le potentiel du TH sur la prolongation de la durée de vie tablette et le maintien de la qualité de différents types de fruits et légumes considérant les aspects physiologique, biochimique et microbiologique; 2) développer une méthode de mesure du TR des divers types de produits horticoles durant la période de transitoire du traitement. Des essaies ont été réalisées en utilisant des pressions entre 100 kPa et 900 kPa sur le maïs sucré, l'avocat, la laitue et la tomate à la température de 20 °C. Les résultats ont montré que le TH réduisait le TR de façons différentes selon le type de produit; soit de manière plus importante pour le maïs sucré et l'avocat, mais peu pour la laitue feuille et la tomate lorsque comparé à l'entreposage à température ambiante et à pression normale (20 °C, 100 kPa). Toutefois, la réduction de la perte de poids a toujours été présente peu importe le produit traité. La couleur, surtout le vert, change moins que le témoin peu importe le produit traité. Le TH à température ambiante a réduit la perte de fermeté de l'avocat, la tomate et la laitue. Le goût des produits traités sous pression a été maintenu. En général, le TH préserve la qualité des produits horticoles durant le traitement, prolongeant leur durée de vie sans effets néfastes sur leur goût et leur apparence. Les effets du TH sur les composés biochimiques (antioxydants) et leur activité antioxydante ont été étudiés avec la tomate. Le TH a influencé considérablement le contenu en lycopène d'abord en limitant, puis en stimulant son accumulation durant le traitement et l'entreposage, respectivement. Les contenus en acide ascorbique, en phénols totaux, en antioxydants lipophiles (LAA) et hydrophiles (HAA) n'étaient pas affectés par le TH. Une expérience sur la croissance de bactéries pathogènes a été réalisée pour déterminer la présence d'effet du TH sur leur développement. Le TH réalisé à température ambiante a réduit considérablement la croissance de bactéries causant la pourriture molle. Ceci pourrait expliquer la réduction de pourriture chez les produits horticoles traités sous pression. Le taux de respiration métabolique réel (RRm) en période transitoire a été évalué en considérant la dilution du gaz durant le période de mise en régime du système et la solubilisation de CO2 dans la chair du produit basée sur un bilan de masse du CO2. Le RRm en période de transition a été estimé en incorporant le RR initial du produit non traité avec le RR à l'équilibre du produit traité. La dynamique du RRm en période de transition a suivi la forme d'une équation exponentielle négative. La valeur de la constante (k) du modèle de RRm a diminué exponentiellement lorsque la pression partielle du CO2 a atteint l'équilibre. La méthode développée devrait être validée sur d'autres produits pour déterminer la valeur du RRm durant la période transitoire située au début d'un traitement hyperbare.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121463 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Liplap, Pansa |
| Contributors | Clement Vigneault (Supervisor2), G S Vijaya Raghavan (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
Page generated in 0.0024 seconds