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Farbbrillianz geht einher mit dem Einsetzen einer deutlichen Bräunung des Saftes. Verantwortlich hierfür sind die durch die Reaktion der monomeren Pigmente mit weiteren Saftinhaltsstoffen neu entstehenden mehr oder minder polymeren Verbindungen. Hierbei konnten über die komplexe Zusammensetzung der polymeren Pigmente eines Saftes bisher nur wenige Informationen erhalten werden. Die Zusammensetzung unterliegt während der Lagerung eines Saftes ständigen Veränderungen. Als sicher gilt, dass auch nicht phenolische Komponenten eines Saftes in den Polymerisierungsprozess verwickelt sind. Um die Prozesse, die sich während der Lagerung in einem Saft abspielen, besser verstehen und bewerten zu können, ist es deshalb wichtig, mit der HSCCC eine geeignete Methode zu besitzen, die die Isolierung dieser wenig bekannten Pigmente ermöglicht, um eine weitere Analytik dieser wichtigen Verbindungsklasse durchführen zu können. Auch der Anfangsgehalt an monomeren Anthocyanen spielt im Saft eine wichtige Rolle. Je niedriger der Anfangsgehalt an Anthocyanen im Saft ist, desto schneller überlagert hierbei die unerwünschte Braunfärbung der Reaktionsprodukte die ursprüngliche Saftfarbe. Ebenso spielt die Lagertemperatur der Säfte eine wesentliche Rolle. Es hat sich gezeigt, dass bei Lagertemperaturen von 37 °C die Veränderungen in der Saftmatrix wesentlich schneller ablaufen als bei 20 °C bzw. bei 4 °C (Bonerz, 2007). Das während der Lagerung entstandene 5-Carboxypyranocyanidin-3-(2 G -glucosylrutinosid) bewirkt aufgrund seines sehr hohen visuellen Schwellenwertes eine Schwächung der Farbintensität des gelagerten Saftes, übt jedoch keinen negativen Farbeffekt (z. B. Bräunung) auf den gelagerten Saft aus. Dank Die Untersuchungen wurden aus den Mitteln der industriellen Gemeinschaftsforschung (BMWA/AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert (Projekt AIF Nr. 13587 N). Dafür sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Literatur Boehringer Mannheim GmbH: Methoden der enzymatischen Lebensmittelanalytik mit Einzelreagenzien. Mannheim (1984). Bonerz, D., K. Würth, H. Dietrich and F. Will: Analytical characterization and the impact of ageing on anthocyanin composition and degradation in juices from five sour cherry cultivars. Eur Food Res Technol 224, 355– 364 (2007). Cooke, D., M. Schwarz, D. Boocock, P. Winterhalter, W.P. Steward, A.J. Gescher and T.H. Marczylo: Effect of cyanidin-3-glucoside and an anthocyanin mixture from bilberry on adenoma development in the Apc Min mouse model of intestinal carcinogenesis – Relationship with tissue anthocyanin levels. Int J Cancer 119, 2213–2220 (2006). Degenhardt, A., S. Hofmann, H. Knapp and P. Winterhalter: Preparative isolation of anthocyanins by high-speed countercurrent chromatography and application of the color activity concept to red wine. J Agr Food Chem 48, 5812–5818 (2000). Degenhardt, A.: Entwicklung und Anwendung verteilungschromatographischer Trennverfahren in der Lebensmittelanalytik. Diss. TU Braunschweig (2002). Fulcrand, H., C. Benabdeljalil, J. Rigaud, V. Cheynier and M. Moutounet: A new class of wine pigments generated by reaction between pyruvic acid and grape anthocyanins. Phytochemistry 47, 1401–1407 (1998). Hillebrand, S.: Analytik von Polyphenolen in Buntsäften im Hinblick auf Saftqualität, Farbe und antioxidative Aktivität, Diss. TU Braunschweig, ISBN 3-86537-289-9 (2004). Hofmann, T.: Studies on the relationship between molecular weight and the color potency of fractions obtained by thermal treatment of glucose/ amino acid and glucose/protein solutions by using ultracentrifugation and color dilution techniques. J Agr Food Chem 46, 3891–3895 (1998a). Hofmann, T.: Studies on the influence of the solvent on the contribution of single mailllard reaction products to the total color of browned pentose/alanine solutions – a quantitative correlation using the color activity concept. J Agr Food Chem 46, 3912–3917 (1998b). Rentzsch, M., P. Quast, S. Hillebrand, J. Mehnert and P. Winterhalter: Isolation and identification of 5-carboxy-pyranoanthocyanins in beverages from cherry (Prunus cerasus L.). Innovative Food Science & Emerging Technologies 8, 333–338 (2007). Schwarz, M., P. Quast, D. von Baer and P. Winterhalter: Vitisin A content in Chilean wines from Vitis vinifera cv. Cabernet sauvignon and contribution to the color of aged red wines. J Agr Food Chem 51, 6261–6267 (2003). Will, F., P. Hilsendegen, D. Bonerz, C.D. Patz and H. Dietrich: Analytical Composition of Fruit Juices from different Sour Cherry Cultivars. J Appl Bot Food Qual 79, 2–16 (2005). 126 ı Originalarbeiten Deutsche Lebensmittel-Rundschau ı 104. Jahrgang, Heft 3, 2008
Effect of Nitrogen Application and Crop load on External and Internal Fruit Quality Parameters of Apples Summary The aim of the study was to investigate the effect of nitrogen application rate and crop load on individual external (fruit colour) and internal fruit quality parameters (mineral composition, fruit flesh firmness, soluble solids, titratable acidity and starch degradation index). Apple trees in their second to fifth growing year of the Golden Delicious cultivar were fertilized either with 60 or 105 kg N/ha and loaded with crop loads of 100 %, 70 % or 40 % of the initial fruiting potential of young trees. A higher crop load and a higher nitrogen rate significantly reduced fruit coloration, fruit flesh firmness, soluble solids and acid content, although the influence of crop load was less evident in the case of higher fertilization. Fruit skin colour parameters were strongly correlated to nitrogen rate and crop load, where crop load mainly affected the colour parameters L* and b*, while parameter a* depended on nitrogen rate. A higher nitrogen rate significantly increased the nitrogen concentration in fruit. Positive correlations between fruit mass, fruit skin colour and soluble solids content were confirmed. Although nitrogen rate of 105 kg N/ha may worsen some individual fruit quality parameters, its positive role on quality equalization should be recognized. Zusammenfassung Ziel unserer Forschungsarbeit war es die Auswirkungen der Stickstoffdüngung auf Apfelbaum-Behangsauslastung und innere Fruchtqualitätparameter (Mineralzusammensetzung, Fruchtfleischfestigkeit, gelöste Trockensubstanz, Konzentration der Apfelsäure und Stärkeabbauindex) zu bestimmen. Apfelbäume der Sorte Golden delicious wurden in ihrer zweiten bis fünften Wachsperiode (Behangsauslastung 100 %, 70 % bzw. 40 %) mit 60 bzw. 105 kg N/ha gedüngt. Ein höherer Fruchtbehang und eine höhere Stickstoffdüngung reduzierten signifikant Apfelfarbe, Fruchtfestigkeit und Konzentration an gelöster Trockensubstanz und Apfelsäure, obwohl der Einfluss der Baumbelastung im Fall der höheren Düngung weniger evident war. Die Parameter der Schalenfarbe korrelierten sehr stark mit Düngungsrate und Baumbelastung. Die Baumbelastung beeinflusst hauptsächlich die Farbeparameter L* und b*, die Düngungsrate dagegen Farbparameter a*. Die höhere Stickstoffdüngung erhöhte signifikant die Stickstoffkonzentration in der Frucht. Es wurde eine positive Korrelation zwischen Fruchtmasse, Schalenfarbe und gelöster Trockensubstanz festgestellt. Obwohl die Sickstoffdüngung mit 105 kg N/ha bestimmte Parameter der Fruchtqualität verringern kann, muss man ihren positiven Einfluss auf Reifeprozess und Gleichmäßigkeit der Früchte bestätigen. Keywords: nitrogen, crop load, skin colour, internal quality parameters / Stickstoff, Baumbelastung, Fruchtschalenfarbe, innere Qualitätsmerkmale Tatjana Unuk1 , Janez Hribar2 , Stanislav Tojnko1 , Marjan Simcic2 , Tomaž Požrl2 , Andrej Plestenjak2 and Rajko Vidrih #2 ˇˇ 1 Faculty of Agriculture University of Maribor, Fruit Growing and Fruit Processing Department, Vrbanska 30, 2000 Maribor, Slovenia 2 University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Food Science and Technology, Jamnikarjeva 101, 1000 Ljubljana, Slovenia Introduction Crop load and nitrogen rate are two parameters which significantly influence fruit quantity and quality because they affect all physiological processes in the tree (Wibbe and Blanke, 1995). Both parameters are strongly correlated to external and internal fruit quality (Hansen, 1971; Poll et al., 1996; Volz and Ferguson, 1999; Awand, 2001; Mpelasoka and Behboudian, 2003), mainly to skin colour, sugar and acid content, mineral composition and consequently to the storeability of fruits (Bramlage, 1993; Johnson and Ridout, 1998). The aim of this investigation was to define the influence of crop load and nitrogen application rate on the fruit quality of the apple cv. Golden Delicious, as well as to determine which apple quality parameters correlate to fruit skin colour. In other words: the taste, firmness and storeability of the fruit can be predicted just by knowing the colour of the fruit. Materials and Methods Trees of cv. Golden Delicious were planted in a single row system at a density of 4700/ha and trained as slender spindles. The experiment consisted of two rates of nitrogen application (60 and 105 kg N/ha) and three levels of crop load (high, medium and low), where high crop load represented 100 % of the potential yield, medium crop load 70 % and low crop load 40 % of the potential yield per tree. The experiment was set up as a randomized block system with three replicates. Trees were drip irrigated. Soil analysis before orchard establishment showed values of 3.5 mg/100 g P, 47.2 mg/100 g K and 3.1 % of humus with a pH of 5.3. a) Nitrogen application Nitrogen was applied to the ground in a herbicide strip (30 % of the orchard) in one or four rates as a combination of 50 % of NH 4 + and 50 % NO 3 – . In all trees with 60 kg N/ha (N60) nitrogen was applied at the beginning of bud burst. For half of the trees 3 additional doses of nitrogen of 15 kg N/ha were applied, the first one month after the # Dr. Rajko Vidrih, phone: +386-1-4231161, fax: +386-1-2566296, e-mail: rajko.vidrih@bf.uni-lj.si Deutsche Lebensmittel-Rundschau ı 104. Jahrgang, Heft 3, 2008 Originalarbeiten ı 127
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