Evaluation of Ethiopian plant extracts, Acacia seyal and Withania somnifera, to control green mould and ensure quality maintenance of citrus (Citrus sinensis L.)

¹ Postharvest Technol. Group, Dep. Microbiol. Plant Pathol., Univ. Pretoria, Pretoria, 0002, South Africa
² Present address: Dep. Chem., Tshwane Univ. Technol., PO Box 56208, Arcadia Pretoria 0001, South Africa

Corresponding author: dharinisivakumar@yahoo.co.uk

Received: 23 October 2008
Accepted: 10 February 2009

Abstract

Introduction. Green mould, Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc., causes economically important postharvest disease in citrus. Materials and methods. Ethiopian plant extracts of Acacia seyal (Del. Var. Seyal) and Withania somnifera (L.) Dual were used to test the control of green mould in wound-inoculated fruit, stored for 21 d at 7 °C and at > 85% RH. The chemical compositions of the two extracts were determined using high-performance chromatography. Thereafter, freshly harvested (naturally infected) fruit were subjected to different postharvest treatments and stored for 50 d to investigate the effects of the two plant extracts on fruit quality parameters. Treatments included (pre-wax + leaf extracts), (wax + leaf extracts incorporated into wax, Citrosol A^®), (leaf extract alone), (fruit washed in chlorinated water at 5.25%), (untreated fruit) and (commercially treated fruit). Results. Extracts of A. seyal and W. somnifera reduced the incidence of green mould by 56.1% and 50%, respectively, in wound-inoculated fruit. A. seyal extract contained a high concentration of gallic acid (60.3 mg·mL^–1) whilst W. somnifera contained low concentrations of caffeic acid (8.7 mg·mL^–1), salicylic acid (6.3 mg·mL^–1) and 3,4 dihydroxy benzoic acid (3.8 mg·mL^–1). Green mould was absent in naturally infected fruit subjected to (pre-wax + leaf extracts), (wax mixed with leaf extracts) and (leaf extracts) treatments. (Pre-wax + leaf extracts) and (wax mixed with leaf extract) treatments significantly reduced weight loss; retained firmness and colour; and they maintained eating qualities and a maturity index (SSC/TA) similar to commercial treatment. Conclusion. Both extracts of A. seyal and W. somnifera showed potential to be used as an alternative in combined applications with wax application under low temperature storage to replace synthetic fungicides, to ultimately control green mould and retain overall fruit quality.

Résumé

Introduction. La moisissure verte, due à Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc., est la maladie après récolte des agrumes la plus importante économiquement. Matériel et méthodes. Les extraits de deux plantes éthiopiennes, Acacia seyal (Del. Var. Seyal) et Withania somnifera (L.) Dual, ont été utilisés pour étudier leur effet sur le développement de la moisissure verte sur fruits inoculés par blessure, puis stockés pendant 21 jours, à 7 °C et HR > 85 %. La composition chimique des deux extraits a été analysée à l’aide d’un chromatographe liquide haute performance. Par ailleurs, des fruits naturellement infectés, récemment récoltés, ont été soumis à différents traitements après récolte et stockés pendant 50 jours pour étudier l'effet de ces deux extraits végétaux sur certains paramètres de qualité du fruit. Les traitements ont consisté en (un pré-enrobage de cire, puis application des extraits de feuille), (un enrobage avec les extraits de feuille incorporés à la cire, Citrosol A^®), (une application des extraits de feuille sans cire), (un nettoyage des fruits avec de l'eau chlorée à 5.25 %), (un traitement des fruits effectué dans les conditions commerciales) et (l’absence de traitement des fruits). Résultats. L’utilisation d’extraits d'A. seyal et de W. somnifera a réduit l'incidence de la moisissure verte de 56.1 % et 50 %, respectivement, sur les fruits inoculés par blessure. Les extraits d’A. seyal ont révélé une forte concentration en acide gallique (60,3 mg·mL^–1), tandis que W. somnifera a montré de basses concentrations en acide caféique (8,7 mg·mL^–1), acide salicylique (6,3 mg·mL^–1) et acide 3.4 benzoïque (3,8 mg·mL^–1). Il n’y a pas eu de moisissure verte sur les fruits naturellement infectés soumis aux traitements (pré-enrobage de cire, puis application d’extraits de feuille), (enrobage avec extraits de feuille incorporés à la cire) et (application d’extraits de feuille sans cire). Les traitements (pré-enrobage de cire, puis application d’extraits de feuille) et (enrobage avec extraits de feuille incorporés à la cire) ont réduit de manière significative la perte de poids ; la fermeté et la couleur des fruits ont été maintenues ; leurs qualités gustatives et leur index de maturité ont été comparables aux caractéristiques des fruits ayant subi le traitement commercial. Conclusion. Les extraits des deux plantes, A. seyal et W. somnifera, pourraient être utilisés en combinaison avec de la cire, en conditions de stockage à basse température, pour remplacer les fongicides synthétiques afin de contrôler la moisissure verte des agrumes tout en maintenant la qualité globale du fruit.