8.3.1 Fructele tropicale şi subtropicale

Studiile realizate pe fructe precum banane, mango şi papaya au stabilit cu exactitate că maturitatea fructelor la colectare, timpul dintre cules şi iradiere şi aspectul fizic al fructelor, cel mai important dintre acestea, pot influenţa întârzierea coacerii la iradiere (Thomas 1986a).O întârziere vizibilă a coacerii şi, în mod constant, o îmbunătăţire a termenului de valabilitate la banane şi plantaţii au fost depistate atunci când fructele au fost tratate cu doze de 0,20-0,40 kGy; întârzierea coacerii depinde de gradul de maturitate al fructelor atunci când sunt culese şi temperatura de depozitare (Maxie et al.1968, Solanas şi Darder 1968, Kao 1971, Thomas et al.1971, Thomas 1986a, Strydom şi Whitehead 1990, Aina et al. 1999). Iradierea întârzie incipitul procesului de respiraţie climaterică şi intensitatea respiraţiei maxime, fapt evidenţiat de CO2 (Maxie et al. 1968, Thomas et al. 1971).Cea mai mare întârziere a coacerii a fost observată la fructele tinere(3/4); cu cât fructele sunt mai mature, cu atât descreşte întârzierea coacerii, iar perioada de valabilitate creşte (Kahan et al. 1968, Thomas et al. 1971).Doza optimă de radiaţie utilizată pentru inhibarea/ încetinirea coacerii şi doza maximă pe care fructele o pot tolera fără a creşte fitotoxicitatea sau fără apariţia altor pagube datorate iradierii diferă în funcţie de culturi şi, chiar în cazul aceleiaşi culturi, creşte diferit în funcţie de zona geografică. Cu toate acestea, în ciuda diferenţelor de cultivare, dozele ce depăşesc 0,5 kGy duc la colorarea în maro sau chiar înnegrirea cojii bananelor preclimacterice, în timp ce doze de 1,0 kGy şi chiar mai mult, duc cel mai des la decojirea (exfolierea) şi înmuierea fructelor.Fructele care se găsesc într-o zonă climacterică pot tolera doze mai mari de 2 kGy fără o manifestare fizică sau o vătămare datorată iradierii. Maronirea cojii apărută în cazul fructelor climacterice expuse dozelor ridicate se datorează măririi activităţii polifenoloxidazei (Thomas şi Nair 1971). Numeroase studii realizate pe diferitele culturi de mango au arătat că iradierea cu doze de 0,25-0,75 kGy aplicate fructelor preclimacterice au mărit perioada de valabilitate, încetinind coacere şi degradarea (Dharkar et al. 1966a, b, Solanas şi Darder 1968, Loaharanu 1971, Moy et al. 1971, Pablo et al. 1971, Cuevas et al. 1972, Ahmed et al. 1973, Khan et al. 1974, Jessup et al. 1988, Johnson et al. 1990, Spalding şi Windeguth 1988). Iradierea creşte respiraţia climaterică a fructelor imediat după tratament, dar întârzie timpul de atingere a celei mai intense dintre aceasta şi reduce rata de intensitate (Dharkar et al. 1966a, b, Boag et al. 1990). În general, cele mai bune rezultate au fost obţinute în cazul fructelor mature tratate în timp ce se găseau aveau o culoare verde intens preclimacterică; mărirea perioadei de valabilitate depinde de cultură, maturitatea fructului şi temperatura de depozitare. Inhibarea degradării cojii şi lipsa culorii galben dezvoltată la coacere este un fenomen comun observat în cadrul numeroaselor culturi (Thomas 1986a, Spalding şi Windeguth 1988, Boag et al. 1990). Iradierea fructelor tinere (puţin mature) poate avea ca urmări mărirea încreţiturilor pe suprafaţa fructului, coacerea neregulată, aceste fructe reţinând mai mult culoarea verde a cojii la coacere datorită degradării incomplete a clorofilei (Thomas 1986b). Tratamentul cu etilenă nu reduce această inhibare, iar fructele nu revin la culoarea galbenă, normală în cazul coacerii (Boag et al.1990).În cazul multor culturi, doze de 0.75-1.00 kGy aplicate fructelor

preclimacterice au dus la vătămări datorate iradierii, precum: pătarea cojii, pete (lenticel), fermentare, maronire sau înnegrire. Înmulţirea fisurilor sau cavităţilor în stratul următor de sub coajă duc la stoparea coacerii şi extinderea înnegririi acestui strat, la fel ca şi a cojii, au fost observate în cazul fructelor preclimacterice iradiate cu doze de 1.5-2.0 kGy (Dharkar et al. 1966a, b, Spalding şi Windeguth 1988, Thomas et al. 1986a).Maronirea cojii (îmbrunarea) şi a ţesutului de sub coajă a fructelor de mango preclimacterice din culturile Totapuri iradiate la 2.0 kGy a fost atribuită creşterii dramatice a activităţii polifenoloxidazei şi a conţinutului total de fenol(Thomas şi Janave 1973). Similar, maronirea ţesutului sau distrugerea gradată (declinul) la fructele preclimacterice a culturii Kent, iradiate la 1.25 şi 1.75 kGy, a depins de diferenţele activităţii L-fenilalaninei (ammonialyase), polifenoloxidazei, peroxidazei şi catalazei, dar şi de conţinutul total de fenoli, flavonoli şi proteine (Frylink et al. 1087).În culturile de papaya din Puerto Rico, întârzierea coacerii se manifestă prin schimbări ale culorii cojii şi a conţinutului de zahăr; raţia de acid a fost observată când fructele mature verzi au fost iradiate la 0.25-0.50 kGy (Jiravatana et al. 1970), în timp ce pentru fructele de papaya Solo din Hawai doza de 0.75 kGy a fost una optimă (Akamine şi Wong 1966). În cazul fructelor Solo papaya verzi, până la 25% galbene, doza minimă necesară îmbunătăţirii termenului de valabilitate, prin întârzierea coacerii şi a alterării, a fost 0.50 kGy, în timp ce pentru fructele galbene 25-50%, doza cerută a fost 0.75kGy (Akamine şi Goo 1969). În ceea ce priveşte papaya, chiar şi atunci când fructul este complet colorat şi copt îndeajuns, pulpa rămâne mai fermă decât în cazul fructelor coapte, neiradiate(Akamine şi Goo 1969, Moy et al.1973). Textura fermă poate constitui un avantaj, atâta timp cât fructele ferme se pot manevra în timpul transportului şi vinde mai bine decât fructele moi. Respiraţia activată imediat după iradiere a fost iniţial îmbunătăţită, reîntorcându-se la nivelul fructelor netratate în 24 de ore (Akamine şi Goo 1971); o întârziere a intensităţii climacterice şi a coacerii intervine doar la fructele cu o suprafaţă colorată mai puţin de 25 % la iradiere (Akamine şi Goo 1997a, b). Papaya matură, verde, coaptă 25 % (25% galbenă) poate tolera peste 1 kGy de radiaţii gamma înaintea apariţiei arsurilor de suprafaţă, însă pentru unele culturi din Venezuela, doza tolerantă este de 1 -1.5 kGy (Moy et al 1973), prag la care cele mai multe culturi dezvoltă arsurile cojilor. Un studiu mai recent (Paull 1966) a indicat că fructele strânse la pragul de stopare a colorării (mai puţin de 10% pieliţă galbenă) şi tratate cu 0.25 kGy se înmoaie de obicei mai uniform decât fructele neiradiate. Altfel nu există nicio diferenţă în ceea ce priveşte înmuierea fructelor iradiate şi neiradiate aflate în stadiul matur, verde; fructele cu coajă galbenă 30% iradiate au fost mai puţin înmuiate decât fructele neiradiate. Fructele cu mai puţin de 25 % suprafaţă galbenă, depozitate imediat la 100 C după iradierea la 0.25 kGy, au prezentat arsuri de pieliţă (coajă), dar acest lucru de poate preveni prin întârzierea depozitării cu 12 ore. Temperatura de depozitare, maturitatea fructelor la strângere – evidenţiată prin procentul de colorare al cojii – cât şi temperatura din sezonul de creştere (creşterea fructelor în timpul climatelor reci sau calde) influenţează coacerea postiradiere a fructului papaya (Paull 1996).Trebuie menţionat faptul că, controlul radiaţiei în ceea ce priveşte mucegaiurile patogene ce au stricat bananele după cules, mango şi papaya, nu a dat rezultate deoarece dozele necesare asigurării controlului patogen au dus întotdeauna la vătămarea gazdelor. Mai mult, strategia a fost una de combinare a dozelor scăzute de radiaţii cu alte tratamente fizice şi chimice (vezi secţiunea 8.4).

Avocado este unul din fructele cele mai sensibile la radiaţii şi, în majoritatea culturilor, doze în exces de 0.1-0.2 kGy cauzează pătarea cojii şi decolorare internă; toleranţa radiaţiei diferă, de departe, chiar şi în cazul aceloraşi culturi din regiuni diferite (Thomas 1986b). Pentru multe culturi, doza optimă pentru întârzierea coacerii şi asigurarea unui termen de valabilitate ridicat este între 0.025 şi 0.100 kGy. În cazul culturilor Fuerte din California, iradierea fructelor preclimacterice cu 0.05-0.10 kGy a întârziat intensitatea respiraţiei climacterice şi înmuierea, în timp ce 0.20 kGy şi chiar mai mult au dus la o culoare maronie a cojii şi incipitul coacerii (Young 1965, Kamali et al. 1972). Pentru numeroase culturi, aproximarea dozei maxime pe care fructele preclimacterice o poate tolera fără a afecta termenul de valabilitate a fost 0.025 kGy, în timp ce 0.050 şi 0.100 kGy au dus la înnegrirea pulpei şi apariţia vascularizărilor (Akamine şi Goo 1971).

8.3.2. Fructele din zone temperate

Utilizarea radiaţiilor gamma folosite pentru îmbunătăţirea depozitării merelor, piersicilor, perelor şi nectarinelor a fost studiată cu atenţie pentru a controla coacerea, anumite dezastre de natură fizică şi pentru reducerea alterării datorată mucegaiurilor patogene.În timp ce unele studii au demonstrat creşterea perioadei de valabilitate a merelor tratate cu doze mici de 0.05-0.10 kGy (Okamoto şi Harata 1969) şi o doză aplicată progresiv şi dependent (0.10-1.0 kGy), dar şi o reducere a degradărilor apărute la depozitare (Massey et al. 1964), alte studii nu au pus în evidenţă importante beneficii comerciale. Doze în exces cu 0.10 kGy au dus la înmuierea ţesutului, măcinare şi alte dezastre interne (Smock şi Sparrow 1957, Phillips et al. 1959, Clark 1968). Lipsa fermităţii fructelor cărora li s-a aplicat doze de 0.10-1.60 kGy, detectate cu instrumente tehnice, nu a fost sesizată organoleptic (Narvaiz et al. 1988, Bhushan şi Thomas 1998), iar aceste fructe au fost mai ferme decât standardele de export (Olson et al.1989). Alte studii, mai recente, referitoare la îmbunătăţirea siguranţei şi calităţii merelor tăiate, procesate prin iradiere, a dus intensificarea înmuierii ţesuturilor, la doze de aproximativ 0.4 kGy, doze ce pot fi un factor limitant în tehnologie (Gunes et al. 2000). De altfel, doze de 1.0-3.0 kGy au redus incidenţa mucegaiurilor de putrezire din fructele inoculate în mod artificial (Beraha et al. 1957, 1961, Terui şi Harada 1969), alte efecte de textură şi de calitate pot exclude orice control al bolilor merelor datorate iradierii. Iradierea perelor la 0.5-5.0 kGy nu a avut vreun efect pozitiv pentru depozitarea fructelor şi, în mod nefavorabil, a afectat calitatea acestora la coacere (Bramlage şi Couney 1965, Maxie et al. 1966b,Gulefat – Reich et al. 1969); cu toate acestea însă, perele de toamnă cultivate în Germania, tratate cu 2.0-4.0 kGy, au rezistat mai mult în magazin, fără a li se fi afectat gustul (Hansen şi Grunewalt 1961). Pe de altă parte, iradierea cu 0.45-3.00 kGy pare să stimuleze coacerea piersicilor şi nectarinelor preclimacterice (Bramlage şi Couney 1965, Maxie et al. 1966a). Numeroase studii au evidenţiat că iradierea cu cel puţin 1.00 kGy a fost eficientă în controlul mucegaiurilor de descompunere, atât în cazul piersicilor mature verzi, cât şi în cazul celor coapte (Thomas 1986c). Alte fructe studiate ce au prezentat un succes limitat au fost caisele, cireşele şi prunele; unele studii au indicat creşterea perioadei de valabilitate, în timp ce altele nu au arătat vreun beneficiu real datorat iradierii (Thomas 1986c).

8.3.3 Mecanisme biochimice implicate în amânarea coacerii fructelor prin iradiere

Mecanismele biochimice de întârziere a coacerii fructelor climacterice nu au fost bine înţelese; există numeroase schimbări de natură internă sau biochimice asociate procesului de coacere; astfel, este dificil de stabilit o relaţie între diferitele schimbări biochimice. Urmărind observaţia conform căreia bananele iradiate, expuse la etilenă, au nevoie de o perioadă lungă pentru atingerea unui stadiu al coacerii, comparabil cu fructele neiradiate, s-a declarat că inhibarea coacerii datorată iradierii implică o sensibilitate scăzută la acţiunea de coacere a etilenei (Maxie et al. 1968, Thomas et al. 1971, Strydom şi Whitehead 1990). Observaţia conform căreia explozia iniţială în producerea etilenei în cazul roşiilor cherry timpurii la 1 kGy se datorează translaţiei mARN existent, deşi la doze mari este inactivată enzima de formare a etilenei (Larriguadiere et al. 1990). La căpşuni, radiaţia datorată producerii de CO2 a fost proporţională cu doza de iradiere, fiind mai mare de 4 kGy, când maximul de etenă a fost atins la 1 kGy, fapt ce a sugerat că sistemul membranar ce suportă producerea de etilenă a fost mai sensibil la radiaţiile gamma decât producerea de CO2 mitocondrial (Couture et al. 1990). Cu toate acestea, căpşunile nu sunt nişte fructe climacterice, iar rezultatele indică sensibilitatea sistemului de sinteză a etilenei la radiaţiile gamma.Alterările apărute în metabolismul hidrocarburilor prin reglarea anumitor enzime-cheie ale ciclului TCA şi (glycolytic), a traiectoriei (gluconeogenic) şi interferării cu ATP-ul necesită diferite procese sintetice apărute în timpul coacerii, au fost raportate ca fiind una din cauzele principale a întârzierii coacerii bananelor iradiate (Surendranathan şi Nair 1973, 1980). Predominanţa traiectoriei fosfatului, împreună cu o activare gradată a fructoză -1,6-difosfat, a scăzut activitatea dehidrogenazei succinice şi acţiunea glioxalatului ramificat – evidenţiat prin creşterea în (lyase) izocitat şi sinteza maleatului - în cazul culturilor de banane Dwarf Cavendish iradiate în faza preclimacterică (Surendranathan şi Nair 1972,1976). O afecţiune datorată activităţii dehidrogenazei succinice a fost observată la fructele de mango iradiate (Sreenivasan et al. 1971). În fructele mature de mango din culturile Haden, creşterea activităţii enzimatice a NADP-ului malic, observată în mod normal în timpul coacerii, a fost diminuată semnificativ, dar nu anulată de iradierea la 0.75 kGy (Dubery et al. 1984). O descreştere exponenţială a activităţii şi diferenţe semnificative în unele proprietăţi (allosteric) şi a parametrilor cinetici Vmax şi Km a enzimei NADP-ului malic extras din fructele de mango au fost sesizate în iradiere chimică (Dubery et al. 1987, Viljoen et al. 1987). Cu toate acestea, este greu de crezut că aceste efecte observate chimic sunt identice cu cele ale fructelor iradiate cu aceleaşi doze.

8.3.4. Efectele iradierii asupra calităţilor nutriţionale ale fructelor

Hidrocarburile din fructe sunt o bună sursă de energie; cu toate acestea, cea mai mare importanţă a fructelor in dieta umană este sursa de vitamina C (acid ascorbic), carotenul provitaminei A, flavonoide, antocianidine cu proprietăţi antioxidante şi minerale. Efectul iradierii asupra vitaminei C şi carotenului din fructe a fost studiat intens, şi literatura de specialitate din 1986 încoace a fost analizată de la început (Thomas 1986a, b, 1988). Trebuie punctat că schimbările apărute ca o consecinţă a iradierii pot fi datorate efectului direct asupra constituenţilor chimici ai fructelor sau a unui efect indirect rezultat din schimbările datorate iradierii în fiziologia şi coacerea fructelor. Majoritatea constituenţilor chimici ai fructelor climacterice suferă evidente schimbări în timpul coacerii, iar aceste schimbări sunt mai pronunţate decât cele induse de radiaţii. În mod identic, o asemănare şi evaluare corectă a rezultatelor diferitelor studii este interpretată dificil datorită variabilităţii culturilor testate, maturităţii şi condiţiei fiziologice a fructelor în timpul iradierii, dozele folosite, durata şi felul depozitării postiradiere şi stadiul coacerii fructelor la timpul analizat. Mai mult, variaţiile biologice din cadrul culturilor şi a mostrelor sunt, de obicei, mai mari decât schimbările observate la iradiere. Toleranţa fructelor la doza de radiaţii aplicată este un argument criticat. Dacă doza aplicată face ca fructele să devină neviabile pentru magazine din orice motiv, schimbările în componentele nutriţionale nu au o semnificaţie practică.

8.3.4.1. Schimbări ale acidului ascorbic

Majoritatea studiilor din literatura de specialitate au evidenţiat efectul radiaţiilor bazat pe estimările de acid ascorbic, care este prezent în formele reduse. Se ştie că radiaţiile duc la oxidarea acidului ascorbic în acid dehidroascorbic, care prezintă şi el activitate biologică; aşadar, pentru o comparaţie viabilă a efectelor schimbării acidului ascorbic, este important să estimăm conţinutul de acidul ascorbic total (cel redus plus acidul dehidroascorbic). Majoritatea rezultatelor regăsite în literatura de specialitate pare să sugereze că nu există pierderi semnificative de vitamine în cazul fructelor iradiate la doze optime atingerii efectului tehnic scontat sau la doze acceptate de produs.O creştere a acidului ascorbic a fost observată la culturile de banane Gros Michel iradiate la 0.25-0.50 kGy, acest aspect fiind atribuit măririi extracţiilor (Maxie et al. 1968), cu toate că în cazul a cinci culturi indiene, iradierea la doze optime întârzierii coacerii (0.30 kGy) nu a afectat semnificativ nivelul de acid ascorbic (Thomas et al. 1971). În cazul culturilor Alphonso de mango din India, s-a descoperit că temperatura la care fructele erau coapte şi depozitate a influenţat nivelul de acid ascorbic în timpul coacerii.Fructele de mango coapte la temperatură mai mare decât cea ambiantă (25-32oC), normală la tropice, produce în mod general o reducere evidentă în conţinutul de vitamine la fructele coapte, deşi o creştere poate apărea când fructele se coc normal la 15-20oC (Thomas şi Janave 1975). Rezultatele câtorva studii asupra acestor culturi au arătat că

reducerea nivelului de vitamină C la coacerea din timpul depozitării la temperatura ambientală a fost mai mare decât a fructelor iradiate (Mathur şi Lewis 1961, Dharkar et al. 1966a,b, Thomas şi Janave 1975, Thomas 1986a). În contrast însă, în culturile Kent, Zill, Haden şi Peach din Africa de Sud, schimbările în vitamina C datorate iradierii nu au fost semnificative în cazul fructelor supuse unor combinaţii cu apă fierbinte (55oC, 5 min), ceruire şi iradiere la 1.50 şi 2.00 kGy (Beyers et al. 1979). Iradierea a cauzat o pierdere de 17% în acid ascorbic la coacere în cadrul culturii Kent supuse unui tratament combinat, deşi depozitarea la -15oC pentru 2 săptămâni sau amplasarea în cutii a dus la pierderi de 86-88% şi 33%, indicând că pierderile de acid ascorbic din timpul congelării şi încălzirii au fost cu mult mai mari decât prin iradiere (Beyers şi Thomas 1979).În culturile Solo de papaya iradiate la 0.25, 1.00 şi 3.00 kGy nu au fost observate evidente schimbări în conţinutul de acid ascorbic total la niciuna din fazele coacerii (Hilker şi Young 1966), în timp ce o comparaţie a acidului ascorbic total din papaya iradiată şi afumată (cu dibromură de etilenă, EDB) în timpul depozitării la 12.8oC au evidenţiat că, conţinutul de acid ascorbic redus a fost în mod evident mai mare în fructele iradiate decât în cazul comenzilor de curăţare prin afumare (Wenkman şi Moy 1969). În mod similar, conţinutul de acid ascorbic total sau redus din papaya supusă combinaţiei de apă fierbinte şi iradiere (Dollar et al. 1970) sau cu apă fierbinte, ceruire şi iradiere (Beyers et al. 1979) nu a evidenţiat reduceri semnificative.Rezultatele unor studii mai recente confirmă observaţiile referitoare la efectul minim al radiaţiilor asupra nivelului de acid ascorbic a fructelor tropicale. Iradierea la stadiul de maturitate precoce cu doze de 0.50-0.95 kGy şi depozitarea la 18oC a culturilor de papaya Solo şi cele de mango Keitt, cu un anumit conţinut de acid ascorbic (AA) şi acid dehidroascorbic (DHA), au evidenţiat faptul că radiaţiile aplicat nu reduc nivelul de AA. Cu toate acestea, la sfârşitul celor 15 zile de depozitare, conţinutul de AA din papaya iradiate la 0.74 kGy a fost vizibil mai mare decât cel normal în papaya iradiată la 0.75-0.95 kGy. În timpul depozitării fructelor de mango iradiate şi neiradiate, conţinutul de AA iniţial a scăzut şi a rămas constant ulterior, dar a fost vizibil mai mic în cazul fructele de mango iradiate decât în mod normal în ultima perioadă de depozitare. Conţinutul de DHA din fructele de mango şi papaya depozitate a fost relativ stabil şi iradierea nu l-a afectat semnificativ (Lacroix et al. 1990). Un studiu ulterior pe culturile Nahng Glahng Wahn din Thailanda au evidenţiat că iradierea (0.56-0.70 kGy) măreşte conţinutul total de vitamina C (AA+DHA) în ultima perioadă de depozitare, datorită unei creşteri importante a conţinutului de DHA (Lacroix et al. 1991). Într-un studiu recent, fructele de mango din aceste culturi au fost iradiate în Thailanda cu doze de 0.49-0.77 kGy; un lot a fost trimis în Canada, iar celălalt lot a fost păstrat în Thailanda. Evaluarea conţinutului de AA şi DHA a evidenţiat că stresul datorat transportului nu a afectat aceste conţinuturi (Lacroix et al. 1993).Citricele sunt o sursă importantă de acid ascorbic în dieta umană. Deşi există anumite neînţelegeri în ceea ce priveşte efectul iradierii asupra conţinutului de acid ascorbic din citrice, cele mai recente studii au demonstrat că pierderea de acid ascorbic este minimă la doze de peste 1 kGy (Thomas 1986b). În timp ce o doză (2-4 kGy) ce micşorează conţinutul de acid ascorbic a fost observată imediat în cadrul depozitării lămâilor din culturile Eureka (Maxie et al. 1964), o recuperare ulterioară a fost observată la fructele iradiate cu aceleaşi doze (Romani et al. 1963). În cazul lămâilor Eureka (Romani et al.1963), Satsuma (Chachin şi Ogata 1971) şi a portocalelor Natsudaidai (Kurosaki

1970), pierderii de acid ascorbic i s-a alăturat apoi de o creştere aproximativ egală în acid dehidroascorbic. O comparaţie între iradiere (0.25-0.60) şi afumare (EDB, MB, PH3) a evidenţiat că nivelul de vitamina C este vizibil mai scăzut (3.3-7.5%) la sucurile pasteurizate din mostrele iradiate (Moshonas şi Shaw 1982).Investigaţiile asupra efectului iradierii la doze adecvate carantinei nu au arătat o pierdere semnificativă de vitamina C în diferite citrice. În cazul clementinelor din culturile Marisol din Spania, iradiate la 0.3 şi 0.5 kGy, cu sau fără tratament cu apă fierbinte (53oC, 5 min) şi depozitate la 17oC timp de 3 săptămâni, conţinutul de vitamina C a fost mai mare decât cel al fructelor neiradiate (Abdellaoui et al.1995).În mod similar, vitamina C din grepfruturile tratate la 0.25 kGy nu a scăzut semnificativ; cu toate acestea, a fost observat fenomenul că, pe parcursul creşterii dozelor peste 1.50 kGy, conţinutul de vitamina C scade (Yanez et al. 1990).Nivelul de acid ascorbic din patru culturi de mere iradiate la 0.1, 0.2 şi 0.6 kGy şi depozitate la 2-4oC pentru 6 luni a depins de timpul de cultivare şi de depozitare; în general, merele iradiate au prezentat un nivel mai ridicat în cazul unei depozitări prelungite (Bhushan şi Thomas 1998). Mici cantităţi de acid ascorbic au fost depistate în trei culturi de struguri fără sâmburi iradiate la 2.00, 2.50 şi 3.50 kGy sau a combinării cu scufundare în apă fierbinte (50oC, 5 min) şi iradiere(1.00 kGy), depozitate la temperaturi diferite (4, 10, 15 şi 20oC) (Thomas et al.1995). Trebuie avut în vedere faptul că nici merele, nici strugurii nu sunt surse bune de acid ascorbic, având în vedere ca nivelul este de sub 5 mg% la o cantitate normală de fructe proaspete.Căpşunile, pe de altă parte, sunt o sursă bună de vitamina C. Unele studii (Kim et al. 1968, Kurosaki 1970, Zegota 1988) au arătat că o doză dependentă descreşte conţinutul de acid ascorbic imediat sau după 24 ore după iradiere, în timp ce altele au descoperit un efect minor sau chiar deloc (Afifi şi Ismail 1976). Cu toate acestea, pierderile datorate depozitării au fost mai rapide în cazul fructelor de pădure (Kim et al. 1968, Chachin et al. 1969, Kurosaki 1970, Zegota 1988), şi astfel, la sfârşitul perioadei de depozitare, fructele de pădure iradiate la doze de cel puţin 2.0-2.5 kGy au avut acelaşi sau chiar un conţinut mai mare de acid ascorbic. Căldura umedă (41oC pentru 30 min) aplicată unitar sau în combinaţie cu iradiere, nu a intensificat pierderea de acid ascorbic, comparativ cu mostrele netratate (Maxie et al. 1970).

8.3.4.2 Modificări ale carotenului

Culoarea galbenă şi portocalie a caiselor, bananelor, fructelor de mango şi papaya, piersicilor şi stafidelor (prunelor) se datorează conţinutului acestora în caroten. În fructele de mango şi papaya conţinutul total de caroten din pulpă conduce la numeroase zbârciri ale acesteia în timpul coacerii; aceste schimbări sunt mai puţin vizibile la banane.Din moment ce iradierea încetineşte procesul coacerii, o legătură în ceea ce priveşte întârzierea formării carotenului în timpul coacerii poate apărea în cazul fructelor iradiate; este important ca o corelaţie între fructele netratate să fie realizată doar în cazul fructelor care au aceleaşi stadii ale coacerii.În ceea ce priveşte fructelor de mango, pentru numeroase culturi, majoritatea studiilor de specialitate nu au indicat efecte ale iradierii la doze recomandate pentru îmbunătăţirea perioadei de valabilitate asupra formării carotenului în timpul coacerii (Thomas 1986a). În cazul culturilor studiate, au apărut diferenţe între nivelele de caroten şi β-caroten; cu toate acestea, iradierea pare să nu aibă un efect semnificativ asupra carotenului la aceste culturi.S-a descoperit că temperatura de coacere este un factor ce influenţează sinteza carotenului în cazul culturilor Alphonso din India; sinteza şi acumularea maximă de caroten au loc în cazul fructelor depozitate şi coapte la temperatura tropicală ambientală de 29-32oC (Thomas şi Janave 1975). Iradierea (0.25 kGy) fructelor verzi de mango nu a avut niciun efect asupra conţinutului de caroten în timpul coacerii, deşi degradarea clorofilei din coajă a fost întârziată în comparaţie cu controlul acesteia. Depozitarea fructelor verzi preclimaterice, la temperaturi scăzute de 7, 15 sau 20oC pentru 16-43 de zile, a redus substanţial conţinutul de caroten când aceste fructe au fost lăsate să se coacă chiar şi la aceste temperaturi sau când fructele depozitate pe anumite perioade la temperaturi scăzute au fost ulterior coapte la temperatura camerei. Iradierea nu a modificat aceste schimbări în formarea carotenului în timpul coacerii, în funcţie de temperatură. Indiferent de temperatura de depozitare, carotenul a depăşit întotdeauna (xanthophylls) în fructele coapte şi, în general, fructele iradiate au depăşit cele mai înalte nivele de caroten, faţă de mostrele neiradiate (Thomas şi Janave 1975). În cazul culturilor Kent, Zill, Haden şi Peach, nivelul de caroten nu a fost afectat atunci când fructele supuse unei combinaţii de scufundare în apă fierbinte (50oC, 5 min), cerare şi iradiere (0.75, 1.50 şi 2.00 kGy) au fost depozitate şi coapte la 20-24oC (Beyers et al. 1979). Un conţinut de peste 10% caroten observat în cadrul culturilor de mango Kent iradiate a fost folosit pentru a creşte extracţia ca efect al iradierii, mai mult decât mărirea sintezei (Thomas şi Beyers 1979). Descoperirile realizate în cadrul culturilor Kensington Pride au indicat că iradierea la 0.075, 0.300 şi 0.600 kGy – adecvată pentru deratizare – nu a modificat conţinutul de caroten. Modificarea condiţiilor de iradiere (temperaturi scăzute, atmosferă de nitrogen, doze scăzute) au dus la un nivel de caroten uşor ridicat decât cele asociate cu iradiere la condiţii normale (Mitchell et al. 1990). Pe de altă parte, conţinutul de caroten din culturile Nahng Glahng Wahn supuse unui tratament combinat de scufundare în apă fierbinte (55oC, 5 min) şi iradiere (0.50-0.75 kGy) nu a fost afectat (Lacroix et al. 1992b); alte studii au descoperit nivele scăzute în cazul aceleiaşi culturi, probabil datorită întârzierii în propria sintetizare în cazul fructelor tratate (Lacroix et al. 1993).

Nu au fost observate modificări în conţinutul iniţial sau a formării de caroten ce puteau fi datorate iradierii fructelor de papaya combinată cu scufundare în apă fierbinte, cerare şi iradiere la doze de 0.75, 1.50 sau 2.00 kGy. În majoritatea cazurilor, o creştere aparentă a nivelului de caroten a fost produsă de iradiere, dar aceasta a fost eclipsată de o creştere mult mai mare datorată coacerii (Thomas şi Beyers 1979). Numeroase investigaţii în laborator, cărora li s-au adăugat mari încercări cu fructele de papaya din culturile Solo din Hawai, nu au arătat modificări semnificative în conţinutul de caroten al fructelor supuse unui tratament cu apă fierbinte (49oC, 20 min) urmat de iradiere la 0.50, 0.75, 1.00 şi 1.50 kGy (Dollar et al. 1971).Foarte puţine informaţii se găsesc în literatura de specialitate în ceea ce priveşte influenţa iradierii asupra conţinutului de caroten din alte fructe. În cazul pulpei de piersică necoaptă (galbenă), iradierea la 3 kGy a accelerat formarea carotenului, dar nu a avut niciun efect asupra piersicilor coapte de acelaşi tip (Rogachev 1966). Deşi roşiile nu sunt considerate un fruct din punct de vedre gastronomic, există numeroase informaţii privind influenţa iradierii asupra culorii acestui fruct, din moment ce suprafaţa colorată este cel mai important criteriu al calităţii roşiilor din perspectiva consumatorului. Pare să existe un acord general în literatura de specialitate că roşiile iradiate în stadiul de verde matur adesea nu dezvoltă întreaga culoare roşie caracteristică fructelor neiradiate, coapte în condiţii normale (Thomas 1988).În general, tratamentul fructelor verzi mature cu doze relativ mici (peste 0.75 kGy) a demonstrat o întârziere a coacerii, dar aceste fructe nu prezintă adesea o coloraţie completă, afectând astfel farmecul consumului. Pe de altă parte, fructele iradiate la nivelele de zdrobire, coacere roz sau roşie, pot tolera radiaţii mai înalte; aceste fructe, la coacere, se colorează în culoarea roşie normală. Putrezirea (datorată mucegaiurilor) fructelor roşii poate fi controlată prin iradiere la doze mai mari de 4 kGy. Aceste aspecte vor fi consemnate într-o viitoare analiză (Thomas 1988).

8.3.4.3 Modificări în alte vitamine

O creşterea a nivelului de niacină a fost observată la bananele din culturile Gros Michel iradiate la 0.5 şi 0.5 kGy, în timp ce nivelul de tiamină nu a suferit nicio modificare la aceste doze (Maxie şi Sommer 1968). În cazul fructelor de mango şi papaya, nivelul de niacină, tiamină şi riboflavină nu a fost afectat de combinaţia aplicată, de scufundare în apă fierbinte, cerare şi iradiere la 0.75 kGy (Beyers et al. 1979). Căpşunile iradiate la 2 kGy au prezentat o creştere a nivelului de niacină imediat şi după 10 zile de depozitare, în timp ce nivelul de tiamină a rămas acelaşi (Maxie şi Sommer 1968). Alte studii nu au arătat vreo schimbare în nivelul de niacină, tiamină sau riboflavină la 24 de ore după aplicarea tratamentului (Beyers et al. 1979).

8.3.4.4. Modificări în antocianidine şi flavonoide

Culoarea numeroaselor fructe de pădure, precum căpşuni, afine, merişor, zmeură, coacăze negre, struguri roşii şi albaştri depinde în cea mai mare parte de conţinutul de antocianidine.Numeroase studii indică faptul că, iradierea căpşunilor la doze mai mare de 2.5 kGy, doza maximă ce poate fi aplicată pentru controlul microbian fără a afecta calităţile senzoriale ale acestor fructe de pădure, cauzează de obicei o schimbare a culorii foarte mică sau a conţinutului în antocianidine (Thomas 1986c, 1988). O comparare a schimbărilor de pigment în cadrul diferitelor fructe de pădure a evidenţiat faptul că, culoarea căpşunilor, coacăzelor roşii şi zmeurii, a fost mult mai sensibilă la iradierea cu raze gamma decât culoarea afinelor şi coacăzelor negre, fapt ce indică o relaţie între conţinutul de antocianidină al fructelor şi sensibilitatea schimbării culorii la iradiere (Horubala 1964, 1968). În ceea ce priveşte expunerea fructelor de pădure la doze de 1.5-7.5 kGy, cea mai mică degradare a pigmentului a fost observată la căpşuni, care se regenerează în timpul depozitării. La căpşunile iradiate la 2.5 kGy, doză ce distruge 20% din antocianidine, regenerarea totală a pigmentului a fost observată după 6 zile de depozitare; cu toate acestea, fructele expuse la doze mai mari nu au prezentat regenerare, probabil ca rezultat al schimbărilor reversibile din molecula antocianidinei (Horubala 1964, 1968). Nicio modificare a culorii antocianidinei nu a fost observată la căpşuni după expunerea la doze de 1, 2 şi 5 kGy (Deschreider şi Vigneron 1973), deşi, în cazul culturilor Red Gauntlet, mărirea nivelului de pigment s-a evidenţiat imediat după iradierea la aceleaşi doze, urmată de o descreştere datorată depozitării (Herregods şi DeProost 1963). În timp ce doze de 1.0-3.5 kGy nu modifică culoarea, observarea mostrelor a arătat fotometric un conţinut ridicat de antocianidine, cu intensitatea culorii în descreştere, în proporţie indirectă cu doza (Lovell şi Flick 1966). O uşoară descreştere a

conţinutului de antocianidine la 82 de ore după expunerea la doze de 0.3-4.0 kGy, a fost interpretată ca o întârziere a coacerii şi senescenţei (Couture et al. 1990). Creşterea de pigment roşu al cojii datorată creşterii prealabile de antocianidine pare să fie răspunsul majorităţii culturilor de piersici la iradiere; sporirea culorii roşie este mai pronunţată la fructele iradiate în stadiul de verde matur decât a celor iradiate la stadiul de galben (Bramlage şi Couey 1965). La unele culturi, iradierea a dus la mărirea nivelului de pigment al cojii, dar şi al pulpei (Maxie et al. 1966a). S-a reportat o sporire a sintezei de antocianidină şi flavonoide în cazul afinelor aflate la stadiul de roşu complet tratate cu 1.5 şi 3.0 kGy, deşi în cazul fructelor mai puţin colorate efectele nu au fost atât de bune şi în unele cazuri s-a evidenţiat o reducere a sintezei flavonoidei (Lees şi Francis 1972). În cazul fructelor de mango din culturile Totapuri, lăsând la o parte întârzierea procesului de coacere, iradierea gamma la 0.15-0.75 kGy a evidenţiat creşterea conţinutului de antocianidină, ce a dus la o coloraţie roz intens de-a lungul umărului fructului. Cu toate acestea, iradierea poate produce o îmbunătăţire a farmecului vizual al cestor fructe de mango (Sreenivasan 1974).

8.3.5. Efectele iradierii asupra calităţilor senzoriale

Fructele sunt recunoscute pentru aroma şi savoarea lor delicată; cu toate acestea, păstrarea calităţilor senzoriale tipice fructelor iradiate pentru mărirea perioadei de valabilitate sau de izolare este un important factor în ceea ce priveşte acceptul/acordul consumatorului. Numeroase evaluări ale calităţilor senzoriale ale fructelor iradiate au fost realizate de către un juriu specializat şi nespecializat, cu fructe menţinute la condiţii de laborator sau la condiţii de transport simulate sau reale. Aceste evaluări au pus în evidenţă ca atributele de calitate precum aroma, savoarea, gustul, culoarea şi textura nu sunt afectate în cazul fructelor din zonele tropicale, subtropicale şi temperate care au fost tratate cu radiaţii gamma, X sau electron la doze optime pentru atingerea efectului tehnic pentru fiecare specie în parte. Cu toate acestea, în unele fructe, precum mango, anumite culturi, când au fost expuse la iradiere cu doze mici (0.25-0.75 kGy), doze optime pentru întârzierea coacerii, au prezentat o degradare incompletă a clorofilei la coacere, fapt ce afectează aspectul vizual. O degradare, similară cu cea de mai sus, a fost observată la perele supuse dozelor de 1.0-4.0 kGy; tratamentul cu etilenă nu a îmbunătăţit culoarea acestor fructe (Bramlage şi Couey 1965). În mod general, expunerea la doze aproximativ optime, poate cauza schimbări nedorite ale texturii, gustului, savorii, aromei şi culorii, proporţional cu doza aplicată. Au fost reevaluate informaţii din literatura de după 1988 (Thomas 1996a, b, c, 1988).Numeroase studii au fost realizate pentru a evalua calităţile senzoriale ale fructelor din diferite specii, supuse iradierii cu fascicul gamma şi electron, dar şi tratamentelor combinate de iradiere şi căldură, sau iradiere la doze mici pentru păstrare. Intensitatea culorii roşie a căpşunilor din culturile Tristar scade odată cu doza de radiaţii fascicul gamma, conform specialiştilor în analiză senzorială, dar a crescut de la 0.5 la 2.0 kGy, fapt ce a coincis cu cele mai înalte valori L; culoarea fructului a devenit mai roşie-

maronie în timpul depozitării. Valorile senzoriale în ceea ce priveşte fermitatea au tins să descrească odată cu creşterea dozelor de iradiere; ratele senzoriale sunt identice rezultatelor Instron UTM. Nu au fost remarcate diferenţe ale pierderii seminţelor, suculenţei, acidităţii sau savorii imediat după iradiere sau după perioada de depozitare. Iradierea a înlesnit înmulţirea mucegaiurilor la fructele de pădure, iar perioada de valabilitatea s-a mărit odată cu creşterea dozei. Autorii au concluzionat că tehnologia de iradiere cu fascicul electron este foarte potrivită pentru mărirea perioadei de valabilitate a căpşunilor (Yu et al. 1995). Pierderea fermităţii fructelor iradiate a fost corelată cu o scădere a pectinei hidrosolubile şi o creştere a pectinei solubilă în oxalat (Yu et al. 1996), o observaţie similară fiind observată de muncitorii de dinainte la numeroase fructe, printre care şi căpşuni.Evaluarea calităţii afinelor „ochi de iepure” din culturile Climax iradiate cu radiaţii gamma (0.75, 1.50, 2.25 sau 3.00 kGy) a indicat că aceste culturi pot tolera o doză de 0.75 kGy; savoarea şi textura sunt afectate negativ la doze mai mari (Miller et al. 1994b). Nu a fost însă nicio confirmare a pierderii pectinei din peretele celular la afinele iradiate şi pierderea în textură a fost corelată cu creşterea nivelului de urme de xilosil în peretele celular. În cazul afinelor Brightwell şi Tifblue, deşi iradierea la 0.5 şi 1.0 kGy nu a avut un impact negativ semnificativ asupra savorii şi texturii, a existat un trend al calităţii culturilor Brightwell de a descreşte odată cu creşterea dozei (Miller şi McDonald 1966b).Rezultate similare au fost observate la afinele Climax iradiate cu fascicul de electron la doze de 0.25-1.00 kGy. Afinele tratate cu 1.0 kGy şi mai mult, au prezentat o scădere a gradului de fermitate, textură şi aromă, deşi culoarea nu a fost afectată (Miller et al. 1994a). În cazul culturilor de afine Sharpblue iradiate cu fascicul electron la 0.25-1.00 kGy, savoarea şi textura au realizat un declin odată cu creşterea dozei; cu toate acestea, nici savoarea, nici textura nu au fost catalogate ca inacceptabile de către comisia senzorială (Miller et al. 1995). În contrast însă, nicio variaţie a culorii fructului, (steam) sau vreo diferenţă senzorială nu au fost observate când cireşele din culturile Rainer, cu sau fără tratament cu acid (gibberellic), au fost supuse la iradiere cu radiaţii gamma de 0.1-1.0 kGy, deşi a existat o pierdere de 13% a fermităţii din cauza dozelor de 0.4-1.0 kGy (Drake et al. 1994). În cazul cireşelor din culturile Germersdorfi Orias, o doză de 2.5 kGy creează catifelare, dar echipa de specialitate nu a putut stabili diferenţe semnificative între textura fructelor iradiate în timpul analizei senzoriale (Kovacs et al. 1995). Un juriu specializat a testat o procedură de interferenţă minimală intersectată senzorial care putea detecta diferenţele de aspect ale tuturor fructelor, dar şi savorii, gustului şi mirosului sucului portocalelor din centrul Californiei iradiate la 0.3 şi 0.6 kGy, deşi toate aceste schimbări erau mai puţin vizibile la doze mai mici; jurii nespecializate au putut diferenţia sucul doar la un nivel înalt de iradiere (O’Mahony şi Glodstein 1987). Descoperiri asemănătoare în cadrul unor mostre de suc în ceea ce priveşte savoarea, aroma şi alte gusturi în afara celui dulce, au fost evidenţiate în cazul fructelor iradiate cu fascicul electron la doze de 0.33-0.5 kGy (Michael et al. 1987). Unii cercetători neexperimentaţi au fost capabili să distingă sucul din perspectiva condiţiilor normale de consum. Gustul (savoarea) mandarinelor din Brazilia iradiate la 0.5 şi 1.0 kGy a fost acceptabil; însă mandarinele tratate cu apă fierbinte (53oC, 5 min) şi iradiate nu a fost una acceptabilă (Jobin et al. 1992). În mod similar, evaluarea senzorială a clementinelor Marisol din Spania iradiate la 0.3 şi 0.5 kGy sau supuse unui tratament combinat de apă

fierbinte (53oC, 5 min) şi iradiere au indicat că, în timp ce doar iradierea asigură păstrarea calităţilor senzoriale, tratamentul combinat a fost dăunător, mai ales în ultima perioadă de depozitare (Abdellaoui et al. 1995).Evaluarea calităţilor senzoriale ale merelor din culturile din India supuse radiaţiilor gamma (doze de 0.1, 0.2, 0.4 şi 0.6 kGy) şi depozitate la 2-4oC nu au evidenţiat o modificare semnificativă a gustului, savori şi texturii; merele tratate cu doze de 0.1 kGy s-au prezentat mai bine decât cele la doze înalte. Juriul a ajuns la concluzia că merele iradiate sunt mai dulci, probabil datorită faptului că acestea au un conţinut mai mic de acid (Bhushan şi Thomas 1998). În unele culturi de mere, iradierea la doze de aproximativ 0.1 kGy a dus la un aspect făinos şi o pierdere în fibră.Analiza calităţilor senzoriale ale fructelor de mango Keitt şi papaya Solo a indicat că aspectele calitative ale acestor fructe nu au fost afectate semnificativ de iradierea la doze mai mari de 0.95 kGy şi, în general, specialiştii din juriu au preferat mirosul, gustul şi textura fructelor iradiate (Lacroix et al. 1990, 1992a). De asemenea, testarea calităţilor senzoriale a evidenţiat că fructele de mango supuse iradierii (0.56, 0.63 sau 0.70 kGy) sau combinării cu scufundare în apă caldă şi iradiere au fost preferate pentru aspectul, savorii şi textura, în general, dar şi a bunului gust după expertiza mostrelor (Lacroix et al. 1992a, 1993).