Article original

Changes in kernel chemical composition during nut development of three Italian hazelnut cultivars

Changements dans la composition chimique de la noisette au cours du développement de trois cultivars italiens de noisetier

¹ Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste, la Natura e l’Energia, Università degli Studi della Tuscia, Via S. Camillo de Lellis snc, 01100 Viterbo, Italy
² Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Biometeorologia, Sezione di Bologna, Via P. Gobetti 101, 40129 Bologna, Italy
³ Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, Via Amendola 2, 42122 Reggio Emilia, Italy

^* Corresponding author: valerio75@unitus.it

Received: 11 September 2014
Accepted: 31 March 2015

Abstract

Introduction. This research focused on the variation of the kernel and pellicle (seed coat) constituents during nut growth, from early development to maturity. Material and methods. Nuts of three hazelnut cultivars widely grown in Italy: ‘Tonda Gentile Romana’, ‘Tonda di Giffoni’ and ‘Nocchione’. were randomly sampled weekly, from the same trees, starting from the first week of July 2007 (day of the year: DOY = 186) until the beginning of September (DOY = 249), at harvest time. Results and discussion. Oil content increased continuously during the development of the kernel, from 30–35 g 100 g^-1 dry weight (DW) at the beginning of July, to 61–68 g 100 g^-1 DW in the first week of September. Total monounsaturated fatty acids were the main group of fatty acids in the oil and oleic acid was the most predominant one, showing slight variations depending on the cultivar and kernel growth stage. Nitrogen content in the kernel decreased continuously during development, from 4.2 g 100 g^-1 DW to 2.9 g 100 g^-1 DW on average among the cultivars. Soluble sugars, mainly sucrose, showed a wide fluctuation until late July, and the content observed in the mature seed was about 5 g 100 g^-1 DW in all cultivars. The organic acids, mainly represented by malic acid, showed a large decrease during the early stages (July), and reached on average a content of about 0.3–0.4 g 100 g^-1 DW at the mature stage. Starch content for all cultivars was highest at the first sampling date, then decreased rapidly, coinciding with the initial kernel expansion stage. Starch levels then increased to a second peak in early August, then rapidly decreased again, followed by a gradual decline up to the time of nut ripening. The total phenol content was mainly concentrated in the pellicle and showed wide variation during the nut development both in the kernel and pellicle. Conclusion. The complexity of these dynamics can explain the different kernel taste in immature and mature states, and highlights the possibilities of optimizing the orchard management and harvesting time.

Résumé

Introduction. Cette étude a porté sur la variation de la composition de la noisette et de son tégument pendant la croissance des fruits, depuis le début de leur développement jusqu’à maturité. Matériel et méthodes. Les noisettes de trois cultivars de noisetiers largement cultivés en Italie : ‘Tonda Gentile Romana’, ‘Tonda di Giffoni’ et ‘Nocchione’. ont été échantillonnées au hasard chaque semaine, sur les mêmes arbres, à partir de la première semaine de juillet 2007 (jour de l’année : DOY = 186) jusqu’à début septembre (DOY = 249), à la récolte. Résultats et discussion. La teneur en huile des fruits a régulièrement augmenté au cours du développement des noisettes, de 30–35 g 100 g^-1 masse sèche (MS) au début de juillet, à 61–68 g 100 g^-1 MS lors de la première semaine de septembre. Les acides gras mono-insaturés étaient le principal groupe d’acides gras dans l’huile de noisette, et l’acide oléique était prédominant, montrant de légères variations selon le cultivar et le stade de croissance de la noix. La teneur en azote de la noix n’a cessé de diminuer au cours de son développement, de 4,2 à 2,9 g 100 g^-1 MS en moyenne pour les cultivars étudiés. Les sucres solubles, essentiellement le saccharose, ont montré une grande fluctuation jusqu’à la fin juillet, et la teneur observée dans la graine mature était d’environ 5 g 100 g^-1 MS pour tous les cultivars. Les acides organiques, principalement représentés par l’acide malique, ont montré une baisse importante pendant les premiers stades de développement (juillet), pour atteindre une teneur moyenne de 0,3 à 0,4 g 100 g^-1 MS à maturité. La teneur en amidon dans tous les cultivars était le plus élevé à la première date d’échantillonnage, puis a rapidement diminué, coïncidant avec la phase initiale d’expansion de la noix. Les teneurs en amidon ont ensuite présenté un second pic au début août, puis à nouveau rapidement diminué, avec une baisse progressive jusqu’à la maturité des noix. La teneur en phénols totaux est principalement concentrée dans le tégument et a présenté de fortes variations au cours du développement à la fois dans la noix et son tégument. Conclusion. La complexité de ces dynamiques peut expliquer le goût différent de la noix aux états immature et mature et met en évidence les possibilités d’optimiser la gestion des vergers et de leur récolte.