Original article

Effect of combined application of 1-MCP and low oxygen treatments on alleviation of chilling injury and lipid oxidation stability of avocado (Persea americana Mill.) under low temperature storage

Effet de l’application combinée de 1-MCP et d’une faible teneur en oxygène sur la réduction des dégâts dus au froid et la stabilité de l’oxydation des lipides chez l’avocat (Persea americana Mill.) stocké à basse température

Efecto de la aplicación combinada de 1-MCP con un ligero contenido de oxígeno en la reducción de los estragos causados por el frío y la estabilidad de la oxidación de los lípidos en el aguacatero (Persea americana Mill.) almacenado a baja temperatura

Laboratory of Pomology, Graduate School of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba, Tsukuba, 305-8572, Japan
gemma@sakura.cc.tsukuba.ac.jp

Received: 6 August 2010
Accepted: 10 September 2010

Abstract

Introduction. The avocado (Persea americana Mill.) fruit is sensitive to chilling injury (CI) when exposed to low temperatures. High lipid content in avocado pulp makes it prone to oxidation, resulting in rancidity and subsequent production of undesirable flavours and quality loss during storage. Materials and methods. Avocado fruit (cv. Becon) were treated with 1 μL.L^-1 1-MCP for 24 h at 20 °C, and thereafter stored at 4 °C for 21 d under low oxygen atmosphere (3.5% O₂), followed by transferring to 20 °C for 14 d to simulate the shelf life. The CI index, firmness, peel colour, relative electrical conductivity (EC), respiration, ethylene evolution, malondialdehyde (MDA) content, peroxidase (POD) activity, peroxide value and iodine value were measured throughout the storage period. Results and discussion. The CI incidence and severity of fruit treated with a combination of 1-MCP and low oxygen were significantly lower and delayed compared with the other treatments. The combined application of 1-MCP and low oxygen treatment was effective and delayed the onset of climacteric peaks of respiration and ethylene production. The delay was associated with reductions in fruit softening and cell membrane permeability as expressed by EC. The results of MDA content and POD activity of fruit treated with a combination of 1-MCP and low oxygen were significantly reduced. Moreover, significantly lower peroxide values and higher iodine values suggested that a combination of 1-MCP and low oxygen treatment effectively controlled the lipid oxidation in avocado fruit pulp. Conclusion. Overall, the results support the hypothesis that combined treatment (as compared with either 1-MCP or low oxygen treatment) was the most effective for alleviation of CI, lipid oxidation stability and extending the shelf life of avocado fruit under low temperature storage

Résumé

Introduction. Les fruits de l’avocatier (Persea americana Mill.) sont sensibles au froid lorsqu’ils sont exposés à de basses températures. Les hautes teneurs en lipides de la pulpe d’avocat sont sujettes à de l’oxydation ce qui induit du rancissement accompagné de saveurs indésirables et d’une baisse de qualité tout au long du stockage. Matériel et méthodes. Des avocats (cv. Becon) ont été traités avec 1 μL.L^-1 1-MCP pendant 24 h à 20 °C, puis stockés à 4 °C pendant 21 jours sous atmosphère pauvre en oxygène (3,5 % de O₂) avant d’être transférés à 20 °C pendant 14 jours afin de simuler leur durée de conservation. L’indice de sensibilité au froid, la fermeté, la couleur de la peau, la conductivité électrique relative (CE), la respiration, l’évolution de l’éthylène, le malondialdéhyde (MDA), l’activité peroxydase (POD), l’indice peroxyde, et l’indice d’iode ont été mesurés tout au long de la période de stockage. Résultats et discussion. L’incidence et la gravité de la sensibilité au froid des fruits traités de façon combinée avec du 1-MCP et une faible teneur en oxygène ont été significativement plus faibles et retardés par rapport aux autres fruits ayant subi les traitements sans combinaison. L’application combinée de 1-MCP et d’une faible teneur en oxygène a été efficace et elle a retardé l’apparition des pics climactériques de la respiration et de la production d’éthylène. Ce retard a été associé à des réductions du ramollissement des fruits et de la perméabilité de la membrane cellulaire exprimée par la conductivité électrique. La teneur en MDA et l’activité POD des fruits traités avec la combinaison de 1-MCP et d’une faible teneur en oxygène ont été considérablement réduites. En outre, l’indice peroxyde significativement plus faible et l’indice d’iode supérieur ont suggéré que la combinaison de 1-MCP et d’une faible teneur en oxygène contrôlaient effectivement l’oxydation des lipides dans la pulpe des fruits d’avocat. Conclusion. L’ensemble des résultats soutiennent l’hypothèse que le traitement combiné (par rapport à soit du 1-MCP seul, soit un traitement à faible teneur en oxygène seul) a été le plus efficace pour réduire les dégâts dus à la sensibilité au froid, pour maintenir la stabilité d’oxydation des lipides et pour étendre la durée de vie d’avocats stockés à basse température

Resumen

Introducción. Los frutos del aguacatero (Persea americana Mill.) son sensibles al frío cuando se exponen a bajas temperaturas. Los altos contenidos de lípidos de la pulpa del aguacatero están sujetos a la oxidación, lo que conduce a rancidez y sabores indeseados y a una bajada de calidad a lo largo de todo el almacenamiento. Material y métodos. Se trataron aguacates (cv. Becon) con 1 μ 1.MCP.L^-1 durante 24 h a 20 ° C, luego se almacenaron a 4 ° C durante 21 días bajo atmósfera pobre en oxígeno (3,5% de O₂), antes de ser traspasado a 20 ° C durante 14 días con el fin de simular su duración de conservación. A lo largo del periodo de almacenamiento, se midieron el índice de sensibilidad al frío, la firmeza, el color de la cáscara, la conductividad eléctrica relativa (CE), la respiración, la evolución del etileno, el malondialdehído (MDA), la actividad peroxidasa (POD), el índice peróxido, y el índice de yodo. Resultados y discusión. Se debilitaron y retrasaron significativamente tanto la incidencia como la gravedad de la sensibilidad al frío de los frutos tratados de modo combinado con 1-MCP con un ligero contenido de oxígeno, en relación con los otros frutos sometidos los tratamientos sin combinación. La aplicación combinada de 1-MCP con un ligero contenido de oxígeno fue eficaz y retrasó la aparición de picos climatéricos de la respiración y de la producción de etileno. Este retraso se asoció a reducciones de ablandamiento de los frutos y de la permeabilidad de la membrana celular expresada por la conductividad eléctrica. Se redujeron considerablemente el contenido de MDA y la actividad POD de los frutos tratados con la combinación de 1-MCP con un ligero contenido de oxígeno. Por otro lado, el índice peróxido significativamente más bajo y el índice de yodo superior sugirieron que la combinación de 1-MCP con un ligero contenido de oxígeno controlaba, efectivamente, la oxidación de lípidos en la pulpa de los frutos de aguacate. Conclusión. El conjunto de los resultados sostiene la hipótesis según la cual el tratamiento combinado (en relación tanto con el 1-MCP individualmente, como con un tratamiento con un ligero contenido de oxígeno solo) fue más eficaz para reducir los estragos causados por la sensibilidad al frío, para mantener la estabilidad de oxidación de los lípidos y para alargar la duración de la vida de los frutos en almacenamiento a baja temperatura