7$> A, Jtx^y "£r^x^r Diss. ETH No. 8802 \rs\A>i <?CL<y, 42, TEXTURE OF FRESH APPLES T, U/ - EVALUATION AND RELATIONSHIP TO STRUCTURE A dissertation submitted to the SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY ZURICH for the degree of Doctor of Technical Sciences presented by KAREN G. LAPSLEY M. Sc. (Food Science) born May 28.1952 in Montreal, Canada aecepted on the recommendation of PD Dr. F Escher. examiner Prof. Dr. J. Solms, co-examiner Prof. Dr. R. Amadö, co-examiner Zürich 1989 118 CHAPTER 5 Summary studies that texture is a literature as well from evidence good is There importance, reliable methods to are still This investigation for procedures fresh apples to the as haviour and therefore under¬ was attributes, to select sensory develop non-sensory, preferably to qulaity assessment, mechanical methods for clues on properties of apples textural assess to define the relevant sensory texture taken; market reeent primary quality attribute of fresh apples. Inspite of this lacking. from as and to find quality control purposes, relationship between sensory pereeption, apple tissue microscopic mechanical be¬ strueture. different apple varieties, some which were stored at different temperatures for varying lengths of time. The experiments Variability were condueted on 21 in texture within eonsiderable. Therefore all and (weight) gravity. could majority The of the was Non-sensory was tissue was condueted similar as was between experimental work were one apple ealibrated testing established analysis apple. By measuring material material before any be sensory and instrumental same raw specific gravity relationship direct apple variety and one as itself may be to size according done, although texture also of and designed no specific that so simultaneously on the possible heterogenity of minimized. texture charaeterization was carried out on specimens by; measuring the breaking force of cylindrical tissue horizontally placed cylin¬ ders, recording the compressive force upon uniaxial compression, deter¬ mining juice release during uniaxial manual penetrometer measurements compression. on In addition, traditional whole fruits and needle penetration tests on fruit dises were condueted. All methods were able to differentiate mechanical being properties of the least the various specimens, with the penetration tests discriminatory. Initial sensory studies showed that apple texture is described adequately by four attributes; crispness, firmness, juiciness (all three hedonically posi¬ tive) and mealiness (hedonically negative), as listed in the sequence of 119 pereeption. With training and practice panelists were able to detect small differences in these four attributes. It did not matter which sensory scale was used whether or they evaluated attribute at one time or four in a sequence. Several Statistical techniques and instrumental results. of the elosely related ed for juice Crispness small differences crispness, than with instrumental crispness to used to evaluate and compare sensory force were method. or measured as by compressive firmness as measured case were elosely detected better is Juiciness by sensory tests attribute texture a and related. In the firmness. The instrumental method not develop¬ release measurement gave results that correlated well with sensory evaluation. This method would be fruits and by breaking force were vegetables. Mealiness is applicable for inversely related wide range of a to sensory crispness and firmness. However, instrumental measurements were not able to clas¬ sify apples conclusively according On the structural was analysed by electron of of combination of analysis disintegration light microscopy, along cell increasing conventional and confocal laser a mealy walls tissue. In was mealy tissue clearly visible, or cell agglomerates increasing Separation probably caused by an of middle lamella. Therefore, mealiness is linked to the mode rather than to the extent of tissue rupture, and surface disintegrated eeived as scanning microscopy. The rupture statistically through the cells, of tissue into individual intact cells evident with only cells mealiness. revealed that failure upon mechanical deformation non-mealy tissue resulted in was degree of level, apple tissue with varying textural characteristies a microscopy (SEM), cryo-SEM, microstructural while to their tissue mealy or seem to be non-mealy. responsible for whether properties an apple of the is per¬ 120 Zusammenfassung Textur von Tafeläpfeln Nach Bedeutung Beurteilung der Arbeit es fehlen die zur Struktur zuverlässige Methoden Aepfeln. Ziel von relevanten stellt Tafeläpfeln darstellt. Trotz von nach wie vor Textureigenschaften deshalb, Beziehung durchgeführten Marktstudien wichtigste Qualitätsmerkmal die Textur das was Erfassung und und nach kürzlich Literaturangaben der grossen - sensorischen der zur vorliegenden Texturattribute definieren, geeignete sensorische Prüfmethoden auszuwählen, zu nicht-sen¬ sorische, bevorzugterweise mechanische Prüfverfahren für die Qualitäts¬ kontrolle entwickeln, sowie mit mikroskopischen Untersuchungen Bezie¬ zu den hungen zwischen sensorischen Eigenschaften, Verhalten und der Struktur des Apfelgewebes Die wurden experimentellen Arbeiten durchgeführt, von unterschiedlichen denen einige mit 21 dem mechanischen finden. zu verschiedenen Apfelsorten zusätzlich über verschiedene Perioden bei Temperaturen gelagert wurden. Die Textur zwischen Früchten derselben Apfelsorte und innerhalb einzelner Früchte kann be¬ trächtlich variieren. Deshalb wurde das Rohmaterial nach Grösse und (Gewicht) spezifischem Gewicht kalibiert, obwohl kein direkter Zusammenenhang zwischen Textur und spezifischem Gewicht gefunden werden konnte. Die meisten sensorischen und instrumenteilen Versuche wurden zudem zeitig an derselben Frucht mit möglichst gleich¬ ähnlichen Gewebeteilen ausge¬ führt. Die nicht-sensorische Gewebeproben ten Zylindern, axialer mit der mit der Texturcharakterisierung erfolgte Bestimmung Messung während der uniaxialen der Bruchkraft von horizontal der Kompression der Zylinder, Kompressionskraft und mit der Kompression. an trationstest angewendet. zwischen denen dem Fruchtscheiben unterschiedlichen Apfelproben zu Erfassung aufgeleg¬ bei vertikaler uni¬ des Saftverlustes Zusätzlich wurden die traditionelle manuelle Penetrometer-Methode bei zylindrischen an ganzen Früchten und ein Nadelpene¬ Alle mechanischen Methoden Verhalten vermochten der verschie¬ differenzieren, wobei das Unterscheidungvermögen der Penetrationstests am geringsten war. 121 Untersuchungen zeigten zunächst, dass Die sensorischen von mit den vier Attributen Aepfeln drei hedonisch Texturqualität Knackigkeit, Festigkeit, Saftigkeit (alle positiv) und Mehligkeit (hedonisch negativ) in der Reihen¬ Wahrnehmung hinreichend beschrieben werden kann. Ein der folge die gebildetes und routiniertes Panel ist Eigenschaften schiede in den vier deten sensorischen Lage, schon sehr in der erkennen, unabhängig zu Skalentyp und unabhängig davon, einzeln oder in einer Serie beurteilen zu aus¬ kleine Unter¬ vom verwen¬ ob die vier Attribute waren. Mit verschiedenen statistischen Methoden wurden die instrumentellen und sensorischen Messresultate ausgewertet und miteinander verglichen. Die mit dem Bruchtest gemessene test bestimmte schiede in sind Festigkeit der Knackigkeit miteinander eng sensorisch wurden Methode gefunden. instrumentellen und die mit dem Knackigkeit Die Kompressions¬ verknüpft. Kleine eindeutiger Saftigkeit stellt eine als Unter¬ mit der Eigenschaft dar, die nicht direkt mit der Knackigkeit oder Festigkeit in Beziehung steht. Die instrumentelle sensorischen Bestimmung der Saftigkeit ergab Resultate, die mit der Beurteilung gut übereinstimmten. eine Vielzahl von Früchten und Gemüsen ist ein zur Knackigkeit und Die geeignet Erfassung der Mehligkeit war für Mehligkeit sein. Die Festigkeit gegenläufiges Merkmal. nische Testmethode für die scheint Methode zu Die mecha¬ dennoch wenig erfolgreich. Auf dem Aepfeln Niveau der mit variierender wurden Gewebeproben aus Texturqualität mit Lichtmikroskopie, konventioneller Struktureigenschaften Raster-Elektronenmikroskopie (SEM), Gefrier-SEM, und konfokaler Laser¬ mikroskopie untersucht. Gesamthaft zeigten die Untersuchungen, dass bei mechanischer Belastung von Gewebe nicht-mehligen aus Aepfeln Bruch statistisch durch die Zellen resultiert, während Gewebe aus Aepfeln in einzelne intakte Zellen oder mende Separierung einer Auflösung der der Zellen Mittellamelle Daher ist die sensorische Ausmasses der lenen der beruht, Mehligkeit Zellwände, die offenbar auf war eher eine mitverantwortlich mehligen zerfällt. Die zuneh¬ dabei Frage deutlich für den erkennbar. der Art und nicht des Gewebezerstörung. Oberflächeneigenschaften Gewebes scheinen schied zwischen Zellagglomerate entlang ein des zerfal¬ sensorischen mehligem und nicht-mehligem Eindruck zu sein. Unter¬
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