Effect of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and waxing on quality and shelf-life of mango fruits

  • Abu-Bakr Abu-Goukh Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Shambat 13314, Sudan
  • Mohamed Elzubeir Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Shambat 13314, Sudan
  • Osman Osman Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Shambat 13314, Sudan

Abstract

The effect of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and waxing on quality and shelf-life of 'Kitchner' and 'Abu-Samaka' mango fruits was evaluated. The fruits were treated with 250 and 500 ppb of 1-MCP (SmartFresh, 0.14 %) with and without waxing. Food-grade wax was used for wax treatment and was applied in a thin layer by brushing over the surface of the fruits. After treatment, the fruits were packed in carton boxes and stored at 18 ± 1oC and 80-85 % relative humidity. Treatment by 1-MCP at 250 and 500 ppb significantly delayed fruit ripening and maintained quality of the two mango cultivars. The effect on fruit ripening was indicated by retarded respiratory climacteric, delayed peel color development, TSS accumulation and changes in titratable acidity, decreased fruit softening and weight loss, retained ascorbic acid content and maintained overall quality of the fruits. Fruit ripening was delayed by 4 and 7 days in fruits treated with 1-MCP at 250 and 500 ppb without waxing and by 6 and 9 days with waxing, respectively, compared with untreated fruits. Fruits treated with 1-MCP at 250 and 500 ppb with waxing resulted in 43.1 % and 55.1 % of fruits in the 'very good' quality grade and 21.3 % and 24.1 % in the 'good' grade, respectively, compared with only 22.3 % in the 'very good' grade and 13.6 % in the 'good' grade in the control fruits. On the other hand, only 11.5 % and 4.5 % of fruits were 'unmarketable' and 10.7 % and 6.5 % were in the 'poor' quality grade in fruits treated with 250 and 500 ppb with waxing, respectively, compared with 25.3 % of the fruits 'unmarketable' and 21.3 % in the 'poor' grade in the untreated fruits.


قُـــوم تأثير معاملة الثمار بالميثايل سايكلوبروبين (1-MCP ) والتشميع على جودة وطول العمر التسويقي لثمار المانجو "كتشنر" و"أبوسمكة". عوملت الثمار بالميثايل سايكلوبروبين           ( (SmartFresh, 0.14% لمدة 24 ساعة على درجة حرارة 1 ± 18 °م فى حاويات بلاستيكية سعة 20 لتراً، وفقــاً لتوصيات الشركة المصنعة. تم الحصول على التركيزات المطلوبة من الميثايل سايكلوبروبين (1-MCP ) عن طريق إضافة25  ملى ليتر من الماء المقطر الدافئ في درجة حرارة 50 °م إلى الكميات المناسبة من مسحوق MCP ، حسبت وفقــاً لحجــم المساحة الحــرة، في  دوارق سعة 100 ملى ليتر. بعد الذوبان الكامل لمسحوق الميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) وضعت الدوارق مع الثمار داخل الحاويات البلاستيكية وتم فتحها ثم أغلقت الحاويات على الفور لتجنب فقدان الغاز. كما وضعت الثمار غير المعاملة في حاويات مماثلة، ولكن بدون إضافة الميثايل سايكلوبروبين . (1-MCP) بعد 24 ساعة فتحت الحاويات وأخذت الثمار منها. إستخدم شمع من نوعية الشموع المجازة للمواد الغذائية فى طبقة رقيقة مسحت على أسطح الثمار، وفى حالة إستخدام المعاملتين معاً تمت المعاملة بالميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) أولاً ثــم تلاها التشــميع. كانت المعامــلات (1) ثمـــار غيـر معاملة (شــاهد) و (2) ثمــار معاملة ب 250 جزء في البليون (1-MCP) و (3) ثمــار معاملة ب 500 جزء في البليون (1-MCP )  و(4)  ثمــار معاملة ب 250 جزء في البليون (1-MCP) مع التشــميع و (5) ثمــار معاملة ب 500 جزء في البليون (1-MCP ) مع التشــميع. من ثم تمت تعبئة الثمــار في صناديق كرتــون بأبعـــاد 15 × 33 × 43 سم وإســتخدم التصميم كامــل العشــوائية  بأربعــة مكــررات لإجــراء التجربة، وحفظت الثمــار على درجة حرارة 18 ± 1 °م ورطــوبة نســبية  80 % - 85 %. أدت معاملة ثمـــار المانجــو بمــادة الميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) بتركيز  250 و500 جــزء في البليـــون إلى تأخيــر معنــوى فى نضــج الثمــارفى صنفى ثمــار المانجـــو. أدت المعاملة بمادة الميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) مع التشـميع إلى تأخيــر أكثــر فى النضــج وفى المحافظــة جــودة الثمـــار. إنعكس تأثير المعاملة فى تأخيــر وصــول الثمـــار إلى ذروة التنفس وتلــون القشــرة وتراكــم المــواد الصلبة الذائبة فيها وليــونة الثمـــار والتغيــرات في الحموضة وفقـــدان الوزن والحفــاظ على محتـــوى حمض الأســـكوربيك والمحافظة على جــودة الثمـــار. أدت المعاملة بالميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) بتركيز 250 و500 جزء فى البليــون بدون تشــميع إلى تأخيــر نضــج الثمــار لفتــرة 4 و 7 أيام، كما أدت المعاملة بالميثايل سايكلوبروبين بتركيز 250 و500  جــزء في البليـــون مع التشــميع إلى تأخيــر النضــج لفتــرة 6 و 9 أيام، على التوالي، مقارنة مع الثمــار غير المعاملة. نتــج عن المعاملة ب 250 و500 جزء في البليون من الميثايل سايكلوبروبين (1-MCP) مع التشــميع أن 43.1  % و55.1 % من الثمــار كانت في درجة الجــودة "جيــد جــداً" و 21.3 ٪ و 24.1 % من الثمـــار  في درجة "جيــد"، على التوالى، مقارنة ب 22.3 % من الثمار في درجة "جيد جداً" و 13.6 % في درجة "جيــد" فى الثمــار غير المعاملة. من ناحية أخرى، فإن 11.5 % و 4.5 % فقط من الثمـــار كانت في درجـــة "غير القابلة للتســويق" و 10.7 % و6.5 % من ثمـــار"رديئة" في الجـــودة من الثمــــار المعاملة بالميثايل سايكلوبروبين بتركيز 250 و500 جزء في البليـــون مع التشميع، على التوالي، مقارنة ب 25.3 % من الثمــــار "غير القابلة للتسويق" و21.3 % من الثمـــار "الرديئة" في الثمـــارغير المعاملة.


 

References

Abu-Goukh, A.A. 2013. 1-Methylcyclopropene (1-MCP) a breakthrough to delay ripening and extend shelf-life of horticultural crops - Review article. University of Khartoum Journal of Agricultural Sciences 21 (2): 170-196.
Abu-Goukh, A.A. and A.E. Abu-Sarra. 1993. Compositional changes during mango fruit ripening. University of Khartoum Journal of Agricultural Sciences 1(1): 32-51.
Abu-Goukh, A.A. and F.A. Elshiekh. 2008. Effect of waxing and fungicide treatment on quality and storability of grapefruits. Gezira Journal of Agricultural Science 6(1): 31-42.
Abu-Goukh, A.A. and H.I. Mohamed. 2004. Effect of harvesting method on quality and shelf-life of mango fruits. Journal of Tropical Science 44(2): 73-76.
Adisa, V.A. 1986. The influence of molds and some storage factors on the ascorbic acid content in orange and pineapple fruits. Journal of Food Chemistry 22: 139-146.
AOAD. 2010. Arab Agricultural Statistics Yearbook. Vol. 30. Arab Organization for Agricultural Development. (AOAD). Dec, 2009. Khartoum, Sudan.
Bashir, H.A. and A.A. Abu-Goukh 2003. Compositional changes during guava fruit ripening. Journal of Food Chemistry 80(4): 557-563.
Blankenship S.M. and J.M. Dole. 2003. 1-methylcyclopropene: A review. Postharvest Biology and Technology 28: 1-25.
Buda, A.S. and D.C. Joyce. 2003. Effect of 1- methylcyclopropene on the quality of minimally processed pineapple fruit. Australian Experimental Journal of Agriculture 43: 177-184.
Candan, A.P., J. Graell, C. Crisosto and C. Larrigaudiere. 2006. Improvement of storability and shelf-life of 'Blackamber' plums treated with 1-methylcyclopropene. Food Science and Technology International 15(2): 437-444.
Charlimers, R.A. 1956. Respiration rate, pp. 101-102. In: R.A. Charlimers (ed.). Quantitative Chemical Analysis. Oliver and Boyd Ltd., Edinburgh and London, UK,
Ezell, B.D. and M.S. Wilcox. 1959. Loss of vitamin C in fresh vegetables as related to wilting and temperature. Journal of Agricultural and Food Chemistry 7: 507-509.
Fan, X., L. Argenta and J.P. Mattheis. 2000. Inhibition of ethylene action by 1-methylcyclopropene prolongs storage life of apricots. Post-harvest Biology and Technology 20: 135-142.
Fan, X. and J.P. Mattheis. 1999. Methyl jasmonate promotes apple fruit degreening independently of ethylene action. HortScience 34: 310-312.
FAO. 2016. Statistics, Food and Agriculture Organization of the United Nations, (FAO), web site, www.faostat.org.
Gomez, K.A. and A.A. Gomez. 1984. Statistical Procedures for Agricultural Research, second edition. John Willey and Inc. New York. USA. pp. 75-165.
Hofman, P.J., M. Jobin-Décor, G.F. Meiburg, A.J. Macnish and D.C. Joyce. 2001. Ripening and quality responses of avocado, custard apple, mango and papaya fruit to 1-methylcyclopropene. Australian Journal of Experimental Agriculture 41: 567-572.
Irving, L.E. and A.L. Warren. 1960. Effect of temperature, washing and waxing on the internal atmosphere of orange fruit. Journal of the American Society for Horticultural Science 76: 220-228.
Kader, A.A. 2002. Postharvest Technology of Horticultural Crops, 3rd edition. Publication 3311. Division of Agriculture and Natural Resources, University of California, Oakland, California, USA.
Manganaris, G.A., A.R, Vicente, C.H. Crisosto and J.M. Labavitch. 2007. Effect of dips in a 1-methylcyclopropene-generating solution on 'Harrow Sun' plums stored under different temperature regimes. Journal of Agricultural and Food Chemistry 55: 7015-7020.
Martinez, J.M., J. Cuquerella, M.D. Rio, M. Mateos and R.M. Ded. 1991. Coating treatment in postharvest behavior of oranges, pp. 79-83. In: Proceedings of the Conference of Technical Innovations in Freezing and Refrigeration of Fruits and Vegetables, Davis, California, USA, 2-12 July 1989.
Mohamed, H.I. and A.A. Abu-Goukh. 2003. Effect of waxing and fungicide treatment on quality and shelf-life of mango fruits. University of Khartoum Journal of Agricultural Sciences 11(3): 322-339.
Mohamed-Nour, I.A. and A.A. Abu-Goukh. 2010. Effect of Ethrel in aqueous solution and ethylene released from Ethrel on guava fruit ripening. Agriculture and Biology Journal of North America 1(3): 232-237.
Mohamed-Nour, I.A. and A.A. Abu-Goukh. 2013. Effect of maleic hydrazide and waxing on ripening and quality of guava (Psidium guajava L.) fruit. Gezira Journal of Agricultural Science 11(1): 91-101.
Prange, R.K. and M. Delong. 2003. 1-methylcyclopropene: The magic bullet for horticultural products. Chronica Horticulture 43: 11-14.
Ranganna, S. 1979. Titratable acidity, pp. 7-8. In: S. Ranganna, (ed.). Manual of Analysis of Fruit and Vegetable Products. Tata McGraw Hill Pub. Co. Ltd., New Delhi, India.
Ruck, J.A. 1963. Chemical Methods for Analysis of Fruits and Vegetables. Canada Department of Agriculture. Publication No. 1154.
Saeed, I.K. and A.A. Abu-Goukh. 2013. Effect of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on quality and shelf-life of banana fruits. University of Khartoum Journal of Agricultural Sciences 21 (2): 154-169.
Sisler, E.C., T. Alwan, R. Goren, M. Serek, and A. Apelbaum. 2003. 1-substituted cyclopropenes: Effective blocking agents for ethylene action on plants. Plant Growth Regulation 40: 223-228.
Wills, R. B. H. and J. B. Golding 2016. Postharvest: An Introduction to the Physiology and Handling of Fruit, Vegetables and Ornamentals. 6th. edition. CABI (CAB International). Nosworthy, Wallingford, Oxfordshire OX10 8DE, UK. 293 pp.
Published
2019-05-26
How to Cite
ABU-GOUKH, Abu-Bakr; ELZUBEIR, Mohamed; OSMAN, Osman. Effect of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and waxing on quality and shelf-life of mango fruits. Gezira Journal of Agricultural Science, [S.l.], v. 17, n. 1, may 2019. ISSN 1728-9556. Available at: <http://journals.uofg.edu.sd/index.php/gjas/article/view/1291>. Date accessed: 25 june 2019.
Section
Articles