Worum es geht: Um Pfirsiche von hoher Qualität und mit langer Haltbarkeit in den Handel geben zu können, werden frische, hinreichend reife Früchte bei niedriger Temperatur gelagert. Ziel ist es, den Nachreifeprozess auszubremsen und die Ausbreitung von Fäulnis und Schimmel zu unterbinden. Abweichung von der idealen Kühltemperatur können jedoch Kälteschäden hervorrufen. Diese Schäden werden allerdings meist erst dann augenfällig, wenn die Ware bereits beim Kunde ist. Um einen Lebensmittelverlust zu verhindern oder zu minimieren, braucht es ein Frühwarnsystem. Das haben Forscherinnen entwickelt: Farcuh und Hopfer nutzen bestimmte aromaaktive Sekundärmetaboliten der Frucht als Marker für Kälteschäden. Der Stoffwechsel der Frucht, der im Zuge der Nachreife von Pfirsichfrüchten aktiv ist, reagiert auf Kälteschäden und verändert sich. Die Konzentration der emittierten aromaaktiven flüchtigen organischen Verbindung passt sich an, was sich mittels HS-SPME-GC/MS des Aromaprofils untersuchen und feststellen lässt.  

Über die Studie: Farcuh und Hopfer untersuchte 384 Exemplare des gelb schmelzenden Pfirsichs „Red Haven“. Die Forscherinnen teilten die Früchte nach dem Zufallsprinzip in drei Gruppen, die sie jeweils bei drei unterschiedlichen Temperaturen in die Lagerung gaben: bei 0 °C, der für Pfirsiche idealen Kühltemperatur, bei 5 °C, bekannt für die Ausbildung von Kälteschänden, und bei 20 °C. Da bei 20 °C keine Kühlschäden zu erwarten sind, diente diese Fruchtauswahl als Kontrollgruppe. Anschließend wurde das Aromaprofil der Früchte an mehreren Tagen gemessen und mit vorhandenen Kühlschäden korreliert. 

Die Probenvorbereitung: 50 Gramm Pfirsichprobe wurden mit 50 Millilitern eiskalter gesättigter Calciumchlorid-Lösung und 50 µL des internen Standards Naphthalin-d8 versetzt und homogenisiert. Das Homogenat wurde in eine Glasflasche gegossen, auf Eis gestellt und verschlossen. Zehn Minuten nachdem sich der Schaum von der Flüssigkeit getrennt hatte, wurden eine 1-mL-Aliquote der Probenaufschlämmung in 20-mL-Headspace-Glasfläschchen überführt, die mit einem Stahlschraubdeckel mit Teflon/Silizium-Septum verschlossenen, in flüssigem Stickstoff schockgefroren und bis zur Analyse der flüchtigen Bestandteile bei -80 °C gelagert wurden. 

Die Analyse: Die Analyse der präparierten Pfirsichproben und Aufzeichnung der Aromaprofile erfolgte anschließend mittels GC/MS nach vorangegangener Headspace-Festphasemikroextraktion (HS-SPME) der flüchtigen Analyten aus dem Dampfraum über der Probe. Zum Einsatz kam ein 7890B GC mit 5977B MS (beide Agilent Technologies) unter Verwendung eines GERSTEL-MultiPurpose Samplers (MPS robotic) für die Automatisierung der Probenvorbereitung und Probenaufgabe.  

Die Probenvorbereitung: Die Proben wurden eine Stunde lang bei Raumtemperatur aufgetaut und auf den MPS gestellt. Jede Proben wurden für fünf Minuten bei 40 °C äquilibriert, bevor sie für die Dauer von 30 Minuten bei derselben Temperatur mittels HS-SPME extrahiert wurde. Verwendet wurde eine aus einer Mischphase (DVB/CAR/PDMS) bestehende, gemäß Vorschrift (Supelco) vorkonditionierte SPME-Faser. Die Faser wurde bei 250 °C für zehn Minuten im Splitless-Modus thermisch desorbiert, wobei ein konstanter Fluss von 1,2 mL/min hochreines Helium als Trägergas verwendet wurde. Die Trennung der desorbierten flüchtigen Verbindungen (Rtx-Wax 30 m × 0,25 mm × 0,25 μm GC-Säule, Restek) erfolgte temperaturprogrammiert (1 min [35 °C] – 5 °C/min – 150 °C – 30 °C/min – 250 °C [10 min]). Die Temperaturen der MS-Quelle, des Quadrupols und der Übertragungsleitung wurden bei 230 °C respektive 150 °C und 250 °C gehalten. Die Aufzeichnung flüchtiger Verbindungen erfolgte im Bereich 35 und 350 amu mit 8,1 Spektren pro Sekunde; der Abgleich der Verbindungen durch Vergleich der Retentionsindizes (n-Alkane C8–C23) mit Literaturquellen, MS-Spektren mit Bibliothekseinträgen aus der Massenspektralbibliothek des National Institute of Standards and Technology (NIST) (Version 17) und, sofern verfügbar, mit authentischen Standards. 

Der Resultat: Farcuh und Hopfer haben bei ihrer Untersuchung von Kälteschäden bei Pfirsichen der Sorte „Red Haven“ insgesamt neun aus einer Schar von 30 flüchtigen Aromastoffen mittels SPME-GC/MS identifiziert, die von den Pfirsichen während der Lagerung nach der Ernte abgegeben wurden und die sich als einflussreich bei der Vorhersage des Auftretens von Kühlschäden erweisen. Hierbei handelt es sich um γ-Hexolacton, γ-Octalacton, γ-Decalacton, δ-Decalacton, 2-Hexenylacetat, Benzaldehyd, 3-Methylbuttersäure, γ-Damascenon und Linalool. Diese flüchtigen Aromastoffe haben laut Farcuh und Hopfer das Potenzial, Kälteschäden bei Pfirsichfrüchten der Sorte „Red Haven“ in einem frühen Stadien aufzuzeigen, sprich bevor Symptome wie Mehligkeit und Lederigkeit augenfällig werden. 

Das Fazit: Die Bestimmung der Marker könne sich als hilfreich erweisen, um optimale Lagerungs- und Handhabungspraktiken von Pfirsichfrüchten nach der Ernte zu finden. Lebensmitteverluste ließen sich verhindern oder minimieren, die durch das Auftreten von Verletzungen durch Pfirsichkühlung entstünden. Die Forscherinnen schränken die Aussagekraft ihrer Studie und die Übertragung deren Ergebnisse auf andere Früchte auch gleicher Art ein, und zwar insofern eine andere Methodik als die ihre zur Anwendung komme. Ähnlich verhalte es sich mit den genannten Markern, die im vorliegende Fall spezifisch seien für Pfirsiche der Sorte „Red Haven“. Um die universelle Robustheit ihrer Methode für eine kommerzielle Erkennung der Entwicklung von Kälteschäden im Frühstadium bewerten zu können, sollten künftige Studien die Palette der untersuchten Pfirsichsorten erweitern. (GD) 

Quelle: Farcuh M, Hopfer H. Aroma volatiles as predictors of chilling injury development during peach (Prunus persia (L) Batsch) cold storage and subsequent shelf-life. Postharvest Biolology and Technology 195 (2023) 112137. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.112137