Nicht-invasive Zucker- und Festigkeitsmessung von Früchten

摘要

Ziel dieser methodischen Arbeit ist der Vergleich der konventionellen, destruktiven Bestimmung der Fruchtfestigkeit mit dem Hand-Penetrometer an geschalten Früchten bzw. mit dem ART-Penetrometer nach Ausstanzen der Fruchtschale mit dem neuen nicht-invasiven "Intelligent Firmness Detector" (IFD). Verwendet wurden ausgelagerte Apfelfrüchte der Sorten 'Golden Delicious', 'Braeburn', Topaz' und 'Elstar', die im Februar 2004 zur Sortierung und zum Verkauf anstanden, und gekaufte Früchte. Der IFD misst- mit Hilfe eines Drucksensors - die Fruchtelastizitat bis zu 20 x entlang des Fruchtaquators, wahrend sich die Frucht dreht. Die Werte werden automatisch korrigiert, wenn sich eine Frucht seitlich verdreht und der Apfelstiel gemessen wird. Wiederholte Messungen der gleichen Frucht zeigten die geringste Variabilitat bei festen Apfelfrüchten, wobei die Abweichung mit ±1-2 Einheiten des Festigkeitsindexes oder umgerechnet ±0,2 kg/cm~2 gering war. Die genaueste Differenzierung und beste Korrelation zwischen dem IFD und den herkommlichen, destruktiven Methoden bestand bei festeren, vermarktungsfahigen apfeln wie 'Braeburn' über 6 kg/cm~2. Eine Ursache kann die einmalige Eichung des IFD mit einem Hartgummiball in oberen Messbereich sein. Die geringere Korrelation zwischen dem IFD und den beiden destruktiven Methoden bei weichen Früchten unter 4 kg/cm~2 wird darauf zurückgeführt, dass die Festigkeitsmessung mit dem Hand-Penetrometer durch das vorherige Schalen genauer ist, wahrend der Stempel im ART- System die Schale erst eindrückt und dann ausstanzt bevor er das Fruchtfleisch durchdringt und die Festigkeit somit ebenso überschatzt. Die nicht-invasive Zuckerbestimmung mit dem "Intelligent Fruit Analyser" (IFA) beruht auf bis zu fünf optischen Transmissionsmessungen pro Frucht im Bereich 400-1100 nm. Alle Transmissionsspektren zeigten die typische Chlorophyllabsorption bei 672-679 nm und darüber im NIR - Bereich zwei Spitzenwerte bei 710-730 nm und 814-824 nm. Bei diesem Verfahren wird die ganze Frucht, d. h. z. B. ein Apfel, eine Kiwi oder Apfelsine durchleuchtet. Die VIS/NIR - Transmissionsspektren werden mit einem Siliziumdetektor mit Diodenarray unter der Frucht aufgezeichnet, einer Faktorenanalyse unterzogen und vor der Messreihe mit denim Refraktometer gemessenen Zuckergehalten der gleichen Früchte korreliert. Die Korrelation stieg bei nur 50 Früchten von r = 0,62 bei 'Elstar' durch eine grossere Stichprobe auf r~2 = 0,84. Bei derart hohen r~2-Werten betrug die Genauigkeit der Zuckerbestimmung mit dem IFA ca. 4%, d. h. ±0,65°Brix bei Zuckergehalten in apfeln von 14-19°Brix. Beim Zuckermodul IFA ist entweder eine umfangreiche, reprasentative Stichprobe oder sowohl für jede Sorte als auch für unterschiedliche Standorte eine eigene Korrelation notwendig, die der Hersteller berechnet und im IFA speichert. Bei beiden Bestimmungen mit dem IFD und IFA traten keine Druckstellen oder sonstige Schaden an den untersuchten Früchten auf.