| Popis: |
In the Baltic States, the main goal in apple- related research has been to find out the winter hardy rootstocks and cultivars. The focus in yield quality studies has been on apple size, appearance and storability. Different in vitro and in vivo studies have shown the beneficial effect of phytochemicals, such as carotenoids, flavonoids, isoflavonoids and phenolic acids, in fruits and vegetables on human health. Therefore, the focus in yield studies has turned on apple biochemical composition, especially on polyphenol concentration and total antioxidant capacity. However, the appearance, taste and storability of apples are still important. In addition to genotype, the polyphenol concentration in apples is influenced by the geographic location of the plantation, weather condition during the vegetation period, agricultural practices (fertilization, plant protection, canopy pruning), crop load, fruit position within the canopy and fruit maturity. The influence of rootstock on polyphenol composition is less studied. At present, there are literature reports on the contents of selected apple polyphenols in a small number of cultivars. Data about phenolic content in Baltic apple cultivars is almost non-existent. Pre-harvest Ca treatment is widely used in many parts of the world mainly to reduce the incidence of physiological disorders of apples during storage. The influence of preharvest Ca treatment on apple polyphenol composition is less investigated. The aims of the study were to find out: 1) the influence of pre-harvest Ca treatment on apple mineral composition and different physiological disorders; 2) the effect of pre-harvest Ca treatment on different rootstocks on apple taste-related properties, polyphenol concentrations and total antioxidant capacity; 3) the effect of rootstocks on apple mineral composition, taste-related properties and polyphenol concentrations; 4) the influence of genotype on apple polyphenol composition. From experiments it can be concluded: 1) The Ca treatment (CaCl2 and Ca(NO3)2) did not reduce bitter pit, but reduced other physiological disorders: physiological spot and superficial scald. Last mentioned disorder correlated positively with N/Ca and Mg/Ca ratio in fruits and had a negative correlation with fruit Ca content. 2) By combining pre-harvest Ca treatment with certain rootstocks, it is possible to manipulate apple taste related properties. The pre-harvest Ca treatment (CaCl2) decreased TA and increased SSC/TA in apples. 3) Rootstocks affected mineral composition of apples: apples from trees on semi-dwarfing rootstock had higher Ca content and on dwarfing rootstock higher N content was measured. 4) The influence of rootstocks on apple taste-related properties was significant, but varied between the years and cultivars. Consistent effect appeared in ‘Valge klaarõun’: rootstock B.396 had large enough influence on apple taste-related properties to be perceived as a change in apple acidity and probably also flavor. 5) The polyphenol concentration in apple cultivars grown in Estonia is very variable. Different polyphenols have different antioxidant activity; from human health point of view it is primarily important to increase the concentration of polyphenols with higher antioxidant activity. The metabolism of phenolic compounds can be influenced by different agricultural practices, but more attention should be paid to the combined effects (e.g. pre-harvest Ca treatment and rootstock), which might be different from the influence each factor has separately. By influencing apple mineral composition, it is possible to increase the polyphenol concentration and finally, also the total antioxidant capacity (TAC) of apples. Different polyphenols were differently affected by the fruit mineral composition. Largest contributors to TAC, such as quercetin, quercitrin and quercetin galactoside, had a positive correlation with Ca and a negative correlation with N concentration in apples. In the current study, rootstock and regulation of N and Ca concentrations in apples caused almost a double increase of TAC in fruits. Baltimaades on õuntega seotud teadustöö peamiseks eesmärgiks olnud talvekindlate pookealuste ja sortide väljaselgitamine. Saagi kvaliteedi uurimustes on tähelepanu pööratud õuna suurusele, välimusele ja säilivusele. Erinevates in vitro ja in vivo uuringutes on selgunud, et puu- ja köögiviljades sisalduvatel bioaktiivsetel ainetel nagu karotenoidid, flavonoidid, isoflavonoidid ja fenoolsed happed, on oluline mõju inimese tervisele. Seetõttu on hakatud teadusuuringutes rohkem tähelepanu pöörama õunte biokeemilisele koostisele, eriti polüfenoolide sisaldusele ja antioksüdatiivsele aktiivsusele. Samas on endiselt olulised ka õunte välimus, maitse ja säilivus. Lisaks sordiomadustele mõjutavad polüfenoolide sisaldust õuntes istandiku geograafiline asukoht, vegetatsiooniperioodi ilmastik, agrotehnika (väetamine, taimekaitse, võralõikus), puu saagikus, vilja asukoht võras ja vilja küpsusaste. Pookealuse mõju õunte polüfenoolide sisaldusele on vähe uuritud. Peamistes õunakasvatuspiirkondades levinud õunasortide kohta on olemas andmed viljades sisalduvate erinevate biokeemiliste ühendite, kaasaarvatud polüfenoolide kohta. Eestis kasvatatavate õunasortide polüfenoolide sisalduse kohta puudusid enne käesolevat uurimistööd teaduskirjanduses andmed. Õunakasvatuses on lisaks põhiväetamisele (juure kaudu väetamine) levinud ka juureväline ehk lehe kaudu väetamine, mille käigus pritsitakse väetiselahusega õunapuu võra. Eelkõige kasutatakse juurevälist väetamist kaltsiumipuudusest tingitud füsioloogiliste häirete vähendamiseks viljadel. Pritsimise mõju polüfenoolide sisaldusele on vähe uuritud. Käesoleva doktoritöö eesmärgiks oli välja selgitada: 1) õunapuude kaltsiumilahusega pritsimise mõju õunte mineraalelementide ja füsioloogilistele häiretele; 2) kaltsiumlahusega pritsimise mõju erinevatel alustel puude õunte maitsega seotud omadustele, polüfenoolide sisaldusele ja antioksüdatiivsele aktiivsusele; 3) pookealuste mõju õunte mineraalelementide, maitsega seotud omadustele ja polüfenoolide sisaldusele; 4) genotüübi mõju õunte polüfenoolide sisaldusele. Läbi viidud katsetest järeldus: 1) Selgus esmakordselt, et sordi ‘Talvenauding’ õuntel vähendas juureväline kaltsiumiga väetamine seni kaltsiumipuudusega mitte seostatud füsioloogilist häiret – koore pruunistumist. ‘Krameri tuviõuna’ kaltsiumipuuduse vältimisel on oluline tagada mitte niivõrd kõrgem Ca- sisaldus, vaid optimaalne Mg/Ca suhe õunas. 2) Juurevälist kaltsiumiga pritsimist teatud pookealustega kombineerides, on võimalik mõjutada õunte maitseomadusi. Pritsimine vähendas orgaaniliste hapete sisaldust ja suurendas mahla kuivaine ja orgaaniliste hapete suhet õuntes. 3) Pookealused mõjutasid õunte mineraalset koostist: poolnõrgakasvulisele alusele poogitud puude õuntes oli kõrgem Ca- sisaldus ja nõrgakasvulisel alusel N- sisaldus. 4) Pookealustel oli oluline mõju suveõunte maitset mõjutavatele parameetritele kuid see varieerus aastati ja sorditi. Aastati sarnane mõju oli sordil ‘Valge klaarõun’: pookealuse B.396 mõju maitset mõjutavatele parameetritele oli piisav, et olla tuntav muutusena õuna hapus maitses. 5) Polüfenoolide sisaldus oli Eestis kasvatatavates õuntes väga varieeruv. Polüfenoolidel on erinev antioksüdatiivne aktiivsus; inimtervise seisukohalt on oluline suurendada eelkõige kõrge antioksüdatiivse aktiivsusega polüfenoolide sisaldust. Selgus, et fenoolsete ühendite metabolismi saab suunata erinevate agrotehnilistele võtetega, seejuures on oluline arvestada erinevate tegurite (näiteks juurevälise väetamise ja pookealuse) koosmõju. Mõjutades agrotehniliste võtetega õunte mineraalset koostist, on võimalik suurendada polüfenoolide sisaldust ja seega ka õunte antioksüdatiivset aktiivsust. Erinevad polüfenoolid olid õuna mineraalse koostise kaudu erinevalt mõjutatavad. Suurima antioksüdatiivse aktiivsusega polüfenoolidel (kvertsitriin, kvertsetiini galaktosiid, kvertsetiin) oli positiivne seos Ca- ja negatiivne seos N-sisaldusega õunas. Pookealuse valiku ja Ca- ning N-sisalduse reguleerimise kaudu õnnestus käesolevas töös suurendada õunte antioksüdatiivset aktiivsust isegi kaks korda. |
