Postharvest calcium chloride treatments do not help to increase shelf-life of bananas

Department of Botany, Faculty of Science, University of Peradeniya, Sri Lanka

Corresponding author: anjanikarunaratne@yahoo.com

Abstract

Introduction. Calcium chloride (CaCl₂) treatment has been shown to increase the shelf-life of fruits, mainly through making cell walls less accessible to pathogens and softening enzymes. Materials and methods. bananas of four cultivars [`Ambon' (AAA), `Embul' (AAB), `Kolikuttu' (AAB) and `Seenikehel' (ABB)] were dipped in or pressure infiltrated with 4% CaCl₂. To determine the effect of exogenous ethylene on treated fruits, they were ripened with exogenous ethylene. Ca²⁺ in cell wall fractions were monitored by atomic absorption spectrophotometry. Cup plate assays were performed to determine pectinase activity. Results and discussion. Pressure infiltration accelerated ripening and disease, and reduced firmness (P < 0.05). However, when exposed to ethylene, CaCl₂ pressure-infiltrated bananas were insignificantly firmer than distilled water-infiltrated and ethylene-ripened bananas, showing a significant interaction (P < 0.05) between infiltration treatments and ethylene ripening. There was no consistent increase in covalently bound pectin of cell walls as seen in fruits that respond positively to CaCl₂. Firmness reduction and ripening acceleration by Ca²⁺ treatment cannot be explained if polygalacturonase (PG) (known to be inhibited by Ca²⁺) was the dominant pectinase. Enzyme assays gave evidence of PG activity. When ammonium oxalate (known to bind Ca²⁺) was eliminated from the test medium, pectinase activity increased with increasing pH (pH 5 to 9). The presence of a pectinase enzyme which exhibits activity in the presence of Ca²⁺ is apparent. Conclusion. Ca²⁺ does not appear to influence cell wall structure of bananas but appears to influence ripening physiology.

Résumé

Introduction. Le traitement au chlorure de calcium (CaCl₂) permettrait d'augmenter la durée de conservation des fruits, principalement en rendant les parois cellulaires moins accessibles aux organismes pathogènes et aux enzymes de ramollissement. Matériel et méthodes. Les bananes de quatre cultivars [`Ambon' (AAA), `Embul' (AAB), `Kolikuttu' (AAB) et `Seenikehel' (ABB)] ont été immergées dans une solution à 4 % de CaCl₂ ou soumises à une infiltration sous pression avec cette solution. L'effet de l'éthylène exogène sur les fruits traités a été testé lors de leur mûrissement. La présence de Ca²⁺ dans des fragments de paroi cellulaire a été suivie par spectrophotométrie en absorption atomique. Des analyses ont permis de déterminer l'activité des pectinases. Résultats et discussion. Les infiltrations sous pression ont accéléré la maturation et le développement de maladies, et ont diminué la fermeté (P < 0,05). Cependant, exposées à l'éthylène, les bananes infiltrées sous pression avec du CaCl₂ ont été aussi fermes que celles mûries sous éthylène et traitées à l'eau distillée ; il existerait donc une interaction significative (P < 0,05) entre les traitements d'infiltration et le mûrissement sous éthylène. Il n'y a eu aucune augmentation réelle en pectines liées en covalence comme il est trouvé dans les fruits qui répondent positivement au traitement à CaCl₂. La réduction de fermeté et l'accélération de la maturation par traitement au Ca²⁺ ne peuvent être expliquées si la polygalacturonase (PG) (connue pour être inhibée par Ca²⁺) est la pectinase dominante. Les titrages de l'enzyme ont mis en évidence une activité de la PG. En éliminant du milieu testé l'oxalate d'ammonium (connu pour lier Ca²⁺), l'activité des pectinases a augmenté en même temps que le pH (pH 5 à 9). La présence d'une enzyme pectinase qui se révèle active en présence de Ca²⁺ est apparente. Conclusion. Ca²⁺ ne semble pas influencer la structure des parois cellulaires de bananes mais agirait sur la physiologie de maturation.