Lagerungsversuche mit 'Braeburn' DCA mindert Schalen- und Kernhausbräune

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1 320 Fruchtqualität und Obstlagerung Lagerungsversuche mit 'Braeburn' DCA mindert Schalen- und Kernhausbräune Dr. Dirk Köpcke Obstbauversuchsanstalt Jork Zusammenfassung Es werden zweijährige Lagerungsversuche mit 'Braeburn' vorgestellt. Das Auftreten von inneren und äußeren Verbräunungen wurde durch zunehmende Fruchtreife und Fruchtgröße gefördert, während der 'Braeburn'-Typ und das Baumalter einen geringeren Einfluss hatten. Eine auf ein- bis drei Wochen begrenzte Vorlagerungsdauer in Kombination mit einer DCA- Lagerung (Dynamic Controlled Atmosphere) konnte sowohl die Fruchtfleischfestigkeit länger erhalten als auch das Auftreten von inneren und äußeren Verbräunungen verringern. Eine Erhöhung der Lagerungstemperatur um 1,5 K konnte das Auftreten von Kernhausbräune zusätzlich vermindern, allerdings auf Kosten eines zunehmenden Schalenbräunebefalls und abnehmender Fruchtfleischfestigkeit. Bei Kernhausbräune-anfälliger Ware wird deshalb eine Kombination aus höherer Lagerungstemperatur und DCA-Lagerung empfohlen. Abb. 1a Abb. 1b Schlagwörter: Braeburn, DCA, Festigkeit, Fleischbräune, Kernhausbräune, Lagerung, Schalenbräune, Temperatur, Vorlagerung Storage experiments with 'Braeburn' - DCA reduce Superficial scald and Core flush Abb. 1c Abb. 1d Abb. 1: Lagerkrankheiten bei 'Braeburn': Fleischbräune (a); Schalenbräune (b); Kernhausbräune (c); diffuse Fleischbräune (d). Abstract Two-year storage tests with Braeburn were presented. Fruit maturity and increasing fruit size increased internal and external browning, while the Braeburn type and tree age had lesser influence. One to three weeks limited pre-storage period in combination with DCA storage (Dynamic Controlled Atmosphere) improved fruit flesh firmness and reduced internal and external browning. Increasing storage temperature of 1.5 K reduced Core flush but increased Superficial scald and decreased fruit firmness. Therefore Core flush sensitive fruit should be stored at higher temperature and under DCA conditions. Keywords: Braeburn Browning Disorder (BBD), Core flush, DCA, firmness, Flesh browning, pre-storage, storage, Superficial scald, temperature und bei eher größeren Früchten von dünn behangenen Bäumen auf (ANO- NYM, 2011; MITCHAM, 2006; YAMADA et al., 1994). Da bei solchen Früchten der Gasaustausch gestört ist, sind diese Früchte extrem CO 2 -empfindlich und kaum CA-lagerfähig (CHENG et al., 1998; ELGAR et al., 1998). Schalen- und Kernhausbräune (Abb. 1b, c) sind dagegen reine altersbedingte Krankheiten, deren Auftreten nur durch eine optimale Lagerung zeitlich hinausgezögert werden kann. Wird Schalenbräune durch zu frühe Ernte mit einem hohen Anteil unterentwickelter Früchte und Kernhausbräune durch zu späte Ernte gefördert wird. Das optimale Erntefenster ist deshalb extrem schmal (KÖPCKE, 2007; QUAST, 2005). Die Reifeentwicklung im Lager kann bei anderen Sorten im Wesentdirk.koepcke@lwk-niedersachsen.de Möglicherweise schon im kommenden Jahr wird jeder zehnte in Norddeutschland geerntete Apfel ein 'Braeburn' sein. Fast t 'Braeburn' lassen sich aber nicht nur direkt nach der Ernte verkaufen, deshalb muss auch diese Sorte mindestens bis zum Eintreffen der Überseeware gelagert werden. 'Braeburn' zählt aber leider zu den am schwierigsten zu lagernden Sorten, insbesondere neigt sie zu Fleisch-, Kernhaus- und Schalenbräune (z. B. MITCHAM,2006; QUAST, 2005; SIEGRIST, 2004; STREIF, 1996). Fleischbräune (Abb. 1a), im englischen Sprachraum Braeburn Browning Disorder (BBD) genannt, kann sich bereits zur Ernte als eine Art Glasigkeit mit hell- bis dunkelbraunen Bereichen im Fruchtfleisch äußern. BBD tritt hauptsächlich in Jahren mit kühler Witterung, bei zu später Ernte

2 Fruchtqualität und Obstlagerung 321 lichen durch eine SmartFresh-Behandlung (1-Metylcyclopropen, 1-MCP), hohe CO 2 - sowie niedrige O 2 -Werte gehemmt werden. Die ersten beiden Möglichkeiten scheiden bei 'Braeburn' wegen der bereits erwähnten CO 2 -Empfindlichkeit und einer 1-MCP- Unverträglichkeit aus (QUAST, 2005; ZANELLA et al., 2005). Theoretisch müssten also niedrige Sauerstoffwerte den Befall dieser beiden Alterskrankheiten effektiv hinauszögern können. Außerdem deuten Versuche von KÖPCKE (2007) an, dass die Verbräunungen auch durch zu kalte Lagerung gefördert werden könnte. Auch zeigen dieselben Versuche, dass die Vorlagerungsdauer nicht unbegrenzt ausgedehnt werden kann, da dann das Auftreten von Kernhausbräune ebenfalls gefördert wird. Danach müsste die Kombination niedriger O 2 -Werte und eher höherer Temperaturen optimal sein, um Kernhausbräune zu mindern, ohne dadurch Schalenbräune zu fördern. Das Einstellen der Atmosphäre muss einerseits relativ zügig erfolgen, um keine altersbedingten Krankheiten zu fördern, andererseits aber auch nicht zu schnell, weil sonst CO 2 -Schäden durch eine zu hohe Fruchtaktivität auftreten könnten. Auf Basis dieser Hypothesen soll im Folgenden das Zusammenspiel zwischen Vorlagerungspraxis, Sauerstoffgehalt und Temperatur untersucht werden. Material und Methode In der Lagersaison 2008/2009 wurden zwei verschiedene Warenherkünfte vom Versuchsbetrieb Esteburg verwendet. Es handelte sich dabei um Früchte zweier 8-jähriger 'Braeburn- Schneider' bzw. -Hillwell' Anlagen. Die Ernte erfolge am 08. Oktober mit einem Stärkeindex von 3,6 bzw. 3,7 und einem mittleren Einzelfruchtgewicht von 232 und 192 g. Die Fruchtfleischfestigkeit betrug 9,5 bzw. 8,9 kg/cm2. Die Ware wurde bei CA- und ULO- Bedingungen (2,2 bzw. 1,4 ± 0,1 % O 2 ) jeweils mit und ohne dreiwöchige Vorlagerung gelagert. Dabei bedeutet ohne Vorlagerung, dass der O 2 -Sollwert sofort nach Erreichen der Fruchtsolltemperatur, in diesem Fall nach 3-tägiger Kühlphase, per N 2 -Pulldown eingestellt wurde. Der CO 2 -Sollwert Abb. 2: Einfluss von ULO und CA auf die Fruchtfleischfestigkeit bei unterschiedlicher Vorkühlzeit und Nachlagerungsbedingungen. wurde mittels offenem Brandkalk auf unter 0,8 % gehalten. Zur Bewertung der Lagerfähigkeit wurden die Fruchtfleischfestigkeit, der Zuckergehalt und der Säuregehalt mit Hilfe einer Pimprenelle (Setop, Frankreich) zur Einlagerung, nach Auslagerung (Mitte Mai 2009 nach 218 Tagen Lagerdauer), nach weiterer 21-tägiger Kühlhauslagerung sowie nach zusätzlicher 7-tägiger Warmlagerung bei 20 C bestimmt. Der Befall mit physiologischen Lagerkrankheiten wurde am Ende der Gesamtlagerdauer an je 100 Früchten bonitiert. In der Lagersaison 2009/2010 wurden wiederum zwei verschiedene Warenherkünfte vom Versuchsbetrieb Esteburg verwendet. Es handelte sich dabei um Früchte einer 5- und 9-jährigen 'Braeburn Maririred'- bzw. 'Hillwell'-Anlage. Die Ernte erfolgte am 12. und 13. Oktober mit einem Stärkeindex von 3,1 bzw. 3,8 und einem mittleren Einzelfruchtgewicht von 180 und 196 g. Die Fruchtfleischfestigkeit betrug 8,3 bzw. 9,2 kg/cm2. Es wurde die Standard-CA-Lagerung (2,2 ± 0,1 % O 2 ) mit einer DCA- Lagerung verglichen. Bei der DCA- Lagerung wurde der O 2 -Wert in Stufen im Drei-Wochen-Rhythmus von 2,2 über 1,4 und dann auf 0,7 ± 0,1 % abgesenkt und mittels HarvestWatch- Sensoren überprüft. Außerdem wurden zwei Temperaturen (2,0 und 3,5 C, Schaltdifferenz ± 0,3 K) und verschiedene Vorlagerungsvarianten (sofortiger N 2 -Pulldown, langsames Herunterfahren mittels Fruchtatmung, drei bzw. sechs Wochen Vorlagerung, mit anschließendem Pulldown) getestet. Der CO 2 -Sollwert wurde wie im Vorjahr in allen Varianten auf unter 0,8% gehalten. Zur Bewertung der Lagerfähigkeit wurden dieselben Merkmale nach gleichem Schema erfasst wie in 2008, nur dass die Ware in diesem Fall bereits Ende April nach 196 Tage ausgelagert wurde. Ergebnisse Die Fruchtfleischfestigkeit konnte im ersten Versuchsjahr während der Lagerung bei beiden 'Braeburn'-Herkünften durch ULO-Bedingungen mit 1,4 % O 2 besser erhalten werden als bei einfachen CA-Bedingungen bei 2,2 % O 2 (Abb. 2). Auch das Nachlagerverhalten wurde diesbezüglich verbessert. Je nach Variante war die Festigkeit nach der Gesamtlagerdauer bei ULO-Lagerung 0,7-1,2 kg/cm2 höher als bei einfacher CA-Lagerung. Ob die Ware sofort oder erst nach drei Wochen auf CA- bzw. ULO-Atmosphäre gebracht wurde, hatte keinen messbaren Einfluss auf den Festigkeitsabbau. Die verschiedenen Lagerbedingungen hatten keinen signifikanten Einfluss auf Zucker- und Säuregehalt, auf die Darstellung der Ergebnisse wurde deshalb verzichtet. Hinsichtlich des Auftretens von Verbräunungen zeigte sich kein eindeutiges Bild. Es trat neben der bekannten Kernhausbräune (Abb. 1c) eine diffuse Verbräunung des Cortex-Gewebens auf (Abb. 1d). Die Vorlagerungsdauer und verschiedene O 2 -Konzentrationen hatten keinen signifikant messbaren Effekt auf den Befall. Nur der Einfluss der Herkunft war deutlich zu messen. Die im Mittel deutlich grö-

3 322 Fruchtqualität und Obstlagerung ßeren Früchte der Mutante 'Schneider' zeigten in diesem Versuch mehr Fleisch- und Kernhausbräune als die Mutante 'Hillwell' (Abb. 3) Die im zweiten Versuchsjahr sehr niedrigen O 2 -Werte bei DCA-Lagerung konnten den Abbau der Fruchtfleischfestigkeit während und nach der Lagerung deutlich reduzieren. Während die bei 2 C und unter DCA-Bedingungen gelagerten Früchte je nach Variante noch eine Festigkeit von 7,4-8,0 kg/cm zur Auslagerung hatten, besaßen die im Vergleich CA-gelagerten Früchte nur noch eine Festigkeit von 6,8-7,3 kg/ cm2 (vergleiche Abb. 4a und c). Bei 3,5 C Lagerungstemperatur zeigten die DCA-gelagerten Früchte zur Auslagerung mit 7,7-8,1 kg/cm2 noch eine vergleichbare Festigkeit wie die um 1,5 C kälter gelagerten Vergleichsfrüchte. Die CA-Varianten wiesen dagegen nur noch eine Festigkeit von 6,4-6,8 kg/cm2 und damit 0,4-0,5 kg/cm2 weniger als die 2,0 C Varianten auf. Im direkten Vergleich mit den betreffenden DCA-Varianten waren das sogar 1,3 kg/cm2 Festigkeitsunterschied. Auch in der Nachlagerung waren die DCA- den CA-Varianten meist deutlich überlegen, auch wenn die Unterschiede hier teilweise geringer waren (Abb. 4). Die Vorlagerungsvarianten unterschieden sich kaum voneinander. Abb. 3: Einfluss von ULO und CA auf den Kernhaus- und Fleischbräunebefall bei unterschiedlicher Vorkühlzeit. Selbst 6 Wochen Vorlagerung war hinsichtlich der Fruchtfleischfestigkeit nicht wesentlich schlechter als sofortiger Pulldown oder drei Wochen Vorlagerung bei einfacher CA-Lagerung. In diesem Versuchsjahr trat keine Fleischbräune, dafür aber vermehrt Kernhaus- und Schalenbräune auf. Hier waren wie im Vorjahr die Unterschiede zwischen den 'Braeburn'-Herkünften deutlich: Die zweite Herkunft (Typ 'Hillwell') zeigte über fast alle Varianten mehr Schalen- und Kernhausbräune als die andere Herkunft (vergleiche Abb. 5a, b mit 5c, d). Wichtiger als die Herkunft waren in diesem Versuch die Lagerungsbedingungen: Durch die DCA-Lagerung konnte der Befall sowohl mit Schalen- als auch Kernhausbräune über alle Varianten teilweise deutlich reduziert werden. Während bei der ersten Herkunft mit der Mutante 'Maririred' unter DCA-Bedingungen maximal 6 % Kernhausbräune auftrat, zeigten die Vergleichsvarianten unter CA-Bedingungen bis zu 28 % Befall. Schalenbräune konnte durch DCA-Lagerung selbst bei 3,5 C Lagerungstemperatur komplett verhindert werden, während bei CA-Lagerung bis zu 13 % Befall auftrat (Abb. 5a, b). Bei der Mutante 'Hillwell' waren die Effekte ähnlich. Allerdings kam Abb. 4: Einfluss von DCA und CA auf die Fruchtfleischfestigkeit bei unterschiedlichen Vorlagerungsvarianten und Nachlagerungsbedingungen.

4 Fruchtqualität und Obstlagerung 323 Abb. 5: Einfluss von DCA und CA auf den Kernhaus- und Schalenbräunebefall bei unterschiedlichen Vorlagerungsvarianten. hier der positive DCA-Effekt erst bei höheren Lagerungstemperaturen zum Tragen. Bei 3,5 C wurde der Kernhausbräunebefall je nach Vorlagerungsvariante von auf % reduziert. Bei 2 C gab es dagegen kaum Unterschiede zwischen DCA und CA. Auch bei dieser Herkunft konnte die DCA- Lagerung einen Schalenbräunebefall komplett verhindern, während bei CA- Lagerung insbesondere bei höheren Temperaturen ein Befall von bis zu 41 % auftrat (Abb. 5c, d). Das Vorlagerungsregime hatte ebenfalls in diesem Versuch einen Einfluss auf die untersuchten Krankheiten. Je länger die Vorlagerzeit dauerte, desto größer war im Allgemeinen der Schalen- und Fleischbräunebefall. Am negativsten war die sechswöchige Vorlagerungsvariante: Hier wurde je nach Lagerungstemperatur sowohl bei der Mutante 'Maririred' als auch bei 'Hillswell' mit 41 bzw. 76 % Fleisch- und 18 % bzw. 66 % Schalenbräune der stärkste Befall gemessen (Abb. 5, rechte Säulenpaare). Diskussion Auch wenn die Merkmale Mutante, Baumalter, Fruchtgröße und Reife in diesen Versuchen nicht explizit untersucht wurden, ergaben sich doch interessante Hinweise auf deren Einfluss auf die Lagerfähigkeit: Dabei scheint der Einfluss der Mutante eher gering und auch das Baumalter wird möglicherweise überbewertet. Haupteinflussfaktoren auf die Lagerfähigkeit waren Reifegrad und Fruchtgröße. Beispielsweise unterschieden sich im ersten Versuchsjahr die Herkünfte, abgesehen vom Typ, im Wesentlichen durch die Fruchtgröße, die bei der anfälligeren Herkunft deutlich größer war. Standort, Baumalter und Reife waren praktisch identisch. Im zweiten Versuchsjahr neigten die reiferen und größeren Früchte der Mutante 'Hillwell' mehr zu Verbräunungen als die 'Maririred'- Früchte, obwohl deren Herkunftsbäume deutlich jünger waren. Daraus lässt sich folgern, dass man alles dafür tun muss, dass die Bäume möglichst schnell in den Vollertrag kommen und eine gleichmäßige mittlere Fruchtgröße produzieren. Die Ernte muss unbedingt termingerecht erfolgen, notfalls muss die Ernte der 'Jonagold'-Gruppe unterbrochen werden, da deren Erntefenster deutlich größer ist und man dort bei zu spät geernteten Partien reifebedingte Probleme noch durch eine optimale Lagerung (DCA und/oder 1-MCP- Behandlung) verhindern kann. Hinsichtlich der Lagerungsbedingungen bestätigen die dargestellten Versuche die Ergebnisse von KÖPCKE (2007), dass die Fruchtqualität sowohl hinsichtlich Fruchtfleischfestigkeit als auch altersbedingter Krankheiten leidet, wenn es sehr lange dauert bis die Atmosphäre eingestellt ist. Es bestätigt sich aber auch, dass, solange die Vorlagerphase nicht länger als drei Wochen dauert, die negativen Effekte gering sind, insbesondere dann, wenn anschließend unter DCA-Bedingungen gelagert wird. Um das Risiko CO 2 -bedingter Schäden wie Fleischbräune und Kavernen nicht zu erhöhen, benötigen die zu lagernden Früchte eine Abkühlzeit von mindestens einer Woche, um sicher alle Früchte im Praxislager durchzukühlen und um damit deren Atmungsaktivität auf ein Minimum zu senken. Das heißt also, dass die eigentliche Raumbefüllungszeit maximal zwei Wochen betragen darf, damit die zuerst eingelagerten Früchte nicht länger als drei Wochen ohne CA/ULO-Atmosphäre bleiben und die zuletzt eingelagerten Früchte ihre Mindestkühlzeit erhalten. Die DCA-Lagerung hat sich als sehr wirksam erwiesen, um den Befall mit Schalen- und Kernhausbräune zu mindern. Damit werden Ergebnisse von LAFER (2008) für die Niederelbe bestätigt. Auch Lafer konnte den Befall durch Kernhausbräune mit Sauerstoffwerten von 0,5-0,7 % deutlich reduzieren.

5 324 Fruchtqualität und Obstlagerung und frühzeitigenvermarktung größerer Früchte lässt sich das Lagerrisiko verringern. Glasige Früchte dürfen nur unter Kühlhausbedingungen gelagert werden. Eine CA/DCA-Lagerung ist erst möglich, wenn das Symptom der Glasigkeit vollständig verschwunden ist. Entscheidend ist ein optimaler Erntetermin. Der Stärkeindex sollte bei 3,0 liegen. Unterentwickelte unreife Früchte neigen verstärkt zu Schalenbräune, reife Ware zu Fleisch- und Kernhausbräune. Das Lager sollte zügig mindestens innerhalb von zwei Wochen gefüllt werden. Wenn der Raum gefüllt ist, kann er gasdicht verschlossen werden. Sobald die zuletzt eingelagerten Früchte mindestens eine Woche gekühlt wurden, ist mit Hilfe von Stickstoff der Raum auf Sollatmosphäre zu bringen. Die Lagertemperatur sollte im Normalfall 2 C betragen. Bei Kernhausbräune empfindlicher Ware sollte die Temperatur um 1-1,5 C erhöht werden. Die Lagerdauer ist darüber hinaus zu begrenzen. Der O 2 -Wert sollte nach dem DCA- Prinzip im Drei-Wochen-Rhythmus von 2,2 auf 1,4 und dann auf ca. 1,0 % abgesengt werden. Gärschäden sind durch Fruchtanalysen oder entsprechenden Sensoren (HarvestWatch ) zu verhindern. Bei Lagerung mit höheren Temperaturen ist diese Lagerungsform unerlässlich, um Schalenbräune vorzubeugen. Der CO 2 -Gehalt sollte schon in der Einlagerungsphase kontrolliert und während der ersten Monate der Lagerzeit unter 1 % gehalten werden. Später ist ein langsamer Anstieg auf maximal 1,5 % selbst bei DCA-Lagerung möglich. Nach Auslagerung sollte bei -0,3 *1 bis +0,4 C weitergelagert und zügig abverkauft werden. *1 Achtung: Fehler im ATB 2011 Abb. 6: Lagerungsempfehlung für 'Braeburn'. Interessanterweise verursachte in den hier dargestellten Versuchen die Lagerung bei 3,5 C im Vergleich zur Standardlagerung bei 2,0 C weniger Kernhausbräune, allerdings auf Kosten von Festigkeitsverlusten und einer Zunahme von Schalenbräune. Erst durch die Kombination von DCA-Lagerung und höheren Lagerungstemperaturen wurde sowohl das Auftreten von Kernhausbräune effektiv vermindert, als auch Schalenbräune verhindert und trotzdem die Fruchtfleischfestigkeit vergleichsweise gut erhalten. Zusätzlich ist zu erwarten, dass sich durch die höhere Lagerungstemperatur die Luftkühlerlaufzeiten verringern und dadurch Energie gespart und die Fruchtentfeuchtung vermindert werden kann. Auch eine Zusammenlagerung mit Kälte- und CO 2 -empfindlichen Sorten wie 'Holsteiner Cox' und 'Boskoop' wird dadurch praktisch möglich. Da aber das Schalenbräunerisiko nicht unterschätzt werden darf, bietet sich diese Form der Lagerung vor allem für sehr Kernhausbräune-empfindliche Partien an. Zusätzlich sollte die Lagerungsdauer so kurz wie möglich gehalten werden, da eine optimale Lagerung das Auftreten der genannten Lagerschäden nur hinauszögern, aber nicht verhindern kann. Lagerungsempfehlung (Abb. 6) Grundsätzlich sollten nur Früchte langfristig gelagert werden, die von Vollertragsbäumen stammten. Die Früchte sollten möglichst eine mittlere Größe haben. Durch eine Vorsortierung Literatur ANONYM (2011). Quick Identification Guide to Apple Postharvest Defects & Disorders. Physiological: Braeburn Browning. Washington State University - Tree Fruit Research & Extension Center. edu/cullage_site/physiol_bb.html CHENG, Q., BANKS, N. H., NICHOLSON, S. E., KINGSLEY, A. M., MACKAY, B. R. (1998). Effects of temperature on gas exchange of Braeburn apples. New Zealand Crop Hort. Sci. 26: ELGAR, J., BURMEISTER, D. M., WATKINS, C. (1998). Storage and handling effects on a corbon dioxide related Internal Browning Disorder of Braeburn apples. KÖPCKE, D. (2007): CA-Lagerung von 'Braeburn'. Mitteilungen des Obstbauversuchsringes des Alten Landes e. V. 62: LAFER, G. (2008). DCA Lagerungsversuche in Haidegg. Vortrag Bundesarbeitstagung für Fachberater Grünberg. MITCHAM, B. (2006). Internal Browning (Brown Heart). Postharvest Technology Research & Information Center, Produce/Disorders/apple/pdapintern.shtml. Quast, P. (2005). Ansprüche an die CA- Lagerbedingungen von 'Braeburn' sowie weiteren neuen Apfelsorten. Mitteilungen des Obstbauversuchsringes des Alten Landes e. V. 60: SIEGRIST, J. P. (2004). Erntezeitpunkt: Optimales Erntefenster bei Braeburn. Lagerhaltertagung 2004 Agroscope FAW Wädenswil S STREIF, J. (1996): Wie haltbar ist Braeburn. Besseres Obst 5: ZANELLA, A., CECCHINEL, M., ROSSI, O., CAZ- ZANELLI, P., PANARESE, A. (2005). Auswirkungen der Nacherntebehandlung mit 1-Methylcyclopropen (1-MCP) auf die Lagerfähigkeit von Äpfeln in Südtirol (Italien). Laimburg Journal 2: 6-26.