jaarverslag inhoud

Jaar ver slag 2013

Jaar ver slag 2013

jaa rve rs l ag 201 3

inhoud •Voorwoord....................................................................................................................................... 4 •Bestuursorganen en personeel......................................................................................................... 5 •Technologische adviesdienst (TAD).................................................................................................... 6 •Plukdata en bewaarcondities voor 2013............................................................................................ 8 •Bepaling van perceelsspecifieke plukdatum met NIR........................................................................10 •Bewaring nieuwe rassen grootfruit..................................................................................................12 •Wering onrijp fruit..........................................................................................................................14 •Segmentatieonderzoek tomaat .......................................................................................................16 •Ondersteunend onderzoek segmentatie...........................................................................................18 •Snelle en niet-destructieve bepaling van de versheid van veldsla..................................................... 20 •De smaak van witloof.................................................................................................................... 22 •Automatische beeldanalyse van de microstructuur van hardfruit......................................................24 •Bruinverkleuring in appel: een ‘omics’ aanpak............................................................................... 26 •Opvolging en voorspelling van vruchtkwaliteit in de handelsketen.................................................. 28 •Optimalisatie van verpakkingen voor tuinbouwproducten............................................................... 30 •Bestendigen en uitbreiden van kwaliteitssystemen......................................................................... 32 •Waterverlies en vervorming van appelweefsel................................................................................ 34 •Berekening van stofdrift van behandeld zaaigoed.......................................................................... 36 •Inzicht in fotosynthese via 3D-microschaalmodel van CO -gasdiffusie.............................................. 38 •Blutsschade bij het sorteren, oogsten en verpakken van vruchten: do’s en don’ts............................ 40 •De ethyleenproductie van appel wiskundig in kaart gebracht ......................................................... 42 •Microschaal modelleren van watertransport in vruchtweefsel.......................................................... 44 •De spuitwolk onder de loep............................................................................................................ 46 •Modelleren van naoogstbehandelingen met Biologische Controle Organismen................................ 48 •Metabolische aanpassingen aan lage zuurstof................................................................................ 50 •Informatieverspreiding................................................................................................................... 52 2

3

4

ja a rv er s l ag 2013

Voor woor d De kwaliteit van groenten en fruit is van wezenlijk belang voor de Belgische tuinbouwsector. Om deze te kunnen garanderen is het noodzakelijk dat de producten in optimale omstandig heden worden geteeld, bewaard en gecommercialiseerd zodat toegevoegde waarde kan worden gecreëerd voor de Belgische tuinbouwsector. De missie van het Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten (VCBT) is het creëren van meerwaarde voor de Belgische tuinbouwcoöperatieven en hun leden door het verhogen van de kwaliteit van verse groenten en fruit tijdens het naoogsttraject. Het VCBT tracht haar missie te realiseren via het verstrekken van technologisch advies aan telers en veilingen in verband met kwaliteit en bewaring van groenten en fruit vanaf de oogst tot commercialisatie, en het verlenen van voor lichting over kwaliteit en bewaring van groenten en fruit door middel van ondermeer studiedagen, voorlichtingsavonden en publicaties in de vakpers, en tenslotte het uitvoeren van innovatief praktijk- en basisonderzoek met betrekking tot deze thema’s en de implementatie van de onderzoeksresultaten in de praktijk. In dit jaarverslag wordt een overzicht gegeven van de activiteiten van het VCBT in 2013 in dit kader. Dezelfde structuur werd aangehouden als deze van het jaarplan dat het VCBT elk jaar als praktijkcentrum aan de overheid ter goed keuring dient voor te leggen. Zowel praktijk- als basis onderzoek rond bewaring en kwaliteit van groenten en fruit in de ruime zin komen aan bod. Voor dit laatste aspect werkt het VCBT nauw samen met de afdeling MeBioS van de KU Leuven.

Het VCBT participeerde in 2013 in de organisatie van twee grote conferenties. Een eerste conferentie was het InsideFood symposium dat plaatsvond in Leuven van 9 tot 12 april. Bij dit symposium stond de microstructuur van groenten en fruit maar ook andere voedingsproducten centraal. Met 36 voordrachten, 75 posters and 194 deelnemers uit 34 verschillende landen was dit symposium een groot succes. Het VCBT was samen met het Proefcentrum Hoogstraten ook verantwoordelijk voor het wetenschappelijk programma van het 2nd International Strawberry Congress 2013 dat door Veiling Hoogstraten werd georganiseerd in Antwerpen van 4 tot 6 september. Met 21 voordrachten en 62 posters vormde het wetenschappelijke luik een mooie aanvulling van het commerciële luik van dit congres. Het VCBT stelt haar expertise in het organiseren van inter nationale wetenschappelijke congressen graag ter beschikking van al haar leden die daar wensen op beroep te doen.

In 2013 slaagde het VCBT er in om financiering te vinden voor een groot nieuw project rond energiezuinig koelen. De hoofd doelstelling van dit project is de reductie van het energieverbruik voor koeling en bewaring van de Vlaamse tuinbouwbedrijven en -veilingen met 5% door middel van onderzoek, ontwikkeling, implementatie in de bedrijven en technologische voorlichting. Om deze doelstelling te realiseren zal een traject worden afgelegd waarbij eerst het effect van nieuwe koeltechnische concepten op energieverbruik en de kwaliteit van groenten en fruit wordt onderzocht. Vervolgens zullen deze concepten in een stuurgroep van bedrijven uitgetest worden. Tenslotte zal de opgedane kennis breed verspreid worden en wordt assistentie verleend bij de implementatie van deze nieuwe technieken in tuinbouwbedrijven en -veilingen. Het project is gestart in september 2013 en loopt tot augustus 2017.

Wij wensen de afdeling Duurzame Landbouwontwikkeling van het Departement Landbouw en Visserij, het FAVV, het IWT, de Europese Commissie, het FWO, de Academische Stichting Leuven, de provincie Vlaams-Brabant, alle veilingen aange sloten bij het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties, Veiling Haspengouw, de Katholieke Universiteit Leuven en andere opdrachtgevers uit de tuinbouwsector van harte te danken voor de financiële steun en het vertrouwen. Deze is immers essentieel voor de goede werking van het VCBT.

In 2013 wist het VCBT haar ISO 17025- en GEP-accreditatie te behouden. Alle administratieve procedures van het VCBT werden bovendien opgefrist en opgenomen in het kwaliteits systeem. Kwaliteitssystemen zijn van groot belang omdat zij niet enkel een hoge kwaliteit van het onderzoek garanderen maar ook op langere termijn zorgen voor kostenbesparing omdat goede beslissingen slechts mogelijk zijn op basis van betrouwbare meetresultaten. Zij helpen ook medewerkers te motiveren om het beste van zichzelf te leveren, en zorgen voor internationale uitstraling.

Erik Champagne, voorzitter Bart Nicolaï, directeur


Bes tuur sor g anen & per soneel De raad van bestuur van het VCBT is als volgt samengesteld: Leden E. Champagne, voorzitter W. Keulemans, ondervoorzitter Ph. Appeltans D. Bertels C. Courtin R. Demaré J. Lammertyn J. Vanderleyden

Personeel • VCBT v.z.w. E. Bobelyn, kwaliteitsverantwoordelijke E. Dekempeneer, laboratoriumtechnoloog B. Depré, analist-programmeur A. De Roeck, onderzoeker B. Jacobs, onderzoeker S. Mannaerts, laboratoriumtechnoloog A. Schenk, werkleider J. Tirry, verantw. technische ondersteuning B. Vandebosch, laboratoriumtechnoloog B. Verlinden, werkleider • Onderzoeksgroep Naoogsttechnologie – afdeling MeBioS, K.U.Leuven:

Waarnemers H. Morren M. De Moor Directeur & wetenschappelijk coördinator B. Nicolaï Bestuurscomité E. Champagne, voorzitter Ph. Appeltans, algemeen secretaris VBT B. Nicolaï, directeur Adviesraden De Telersadviesraden Fruit en Groenten worden voorgezeten door respectievelijk E. Champagne en D. Bertels, en hebben vertegenwoordigers van de veilingen, directeurs van de praktijkcentra en telers als lid.

M. Abera J. Ampofo-Asiama C. Annaratone W. Aregawi M. Asaduzzaman V. Baiye E. Bekele H. Berghuijs N. Bessemans J. Boeckx K. Buts D. Cantre I. Cenens T. Defraeye W. Devarrewaere C. Erkinbaev W. Fikremariam Beshir

A. Geeraerd S. Gwanpua D. Hatoum E. Herremans M. Hertog K. Kuffi C.I. Mata Martinez I. Mellidou M. Retta S. Rogge Q. Tri Ho A. Tsige V. Vancauwenberghe M. Van Dael T. Van Dyck P. Verboven

5

6


Tec hnologisc he adviesdiens t (TAD) Met de Technologische Adviesdienst (TAD) wil het Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten (VCBT) de fruiten groentesector een service op maat aanbieden. Het VCBT werkt nauw samen met de afdeling MeBioS van de KU Leuven. Beide groepen doen onderzoek naar alles wat te maken heeft met bewaring en kwaliteit van tuinbouwproducten. De TAD tracht vooral naar praktische oplossingen te zoeken op korte en lange termijn, hetzij met bestaande technieken, hetzij met nieuw ontwikkelde methoden. Elk jaar worden de thema’s uiteraard geactualiseerd.

Innovaties rond bewaring, kwaliteit en energie

Onderwerpen waarvoor u bij ons terecht kunt

Enerzijds heeft de TAD tot doel om innovaties te introduceren die resulteren uit het onderzoek rond bewaring en kwaliteit van groenten en fruit bij de doelgroep, en anderzijds zoekt de TAD naar technologische oplossingen voor vragen vanuit de doelgroep. Nieuwe ontwikkelingen worden daarom op de voet gevolgd en geïntroduceerd bij telers en veilingen. De belangrijkste thema’s zijn nieuwe bewaartechnologieën, energiebesparende technieken, nieuwe sensoren voor kwaliteit, kwaliteitssystemen, nieuwe teelten/cultivars en diversificatie van het groenten- en fruitaanbod.

• • • • •

Handige tools voor advies en metingen Naar aanleiding van tal van vragen over bepaalde pro blemen in de sector wordt er gezocht naar methoden om metingen te doen om een goed advies op te baseren. Soms bestaat dat meetmiddel nog niet en wordt het in ons eigen lab ontwikkeld. Om snel een idee te krijgen van de rijpheid van een bepaalde batch fruit werden respiratiepotten ontwikkeld die voorzien zijn van supergevoelige sensoren waardoor realtime ademhaling en ethyleenproductie kan gemeten worden (Figuur 1). Via een abonnement op weerstations beschikt VCBT over de gegevens waarmee dan weer gerekend kan worden in modellen om na te gaan of drempels voor het risico op bepaalde bewaarziekten al of niet overschreden zijn.

Figuur 1: Respiratiepotten met supergevoelige sensoren voor realtime ademhalingsmetingen van fruit en groenten.

Oogstdata Bewaartechnologie voor fruit en groenten Transport van fruit en groenten Kwaliteit en kwaliteitsbehoud Kwaliteitsmetingen: hardheid, opgelostestof, zuurheid, NIR, chlorofylfluorescentie, smaak, aroma, anti-oxidanten,... • Verpakkingen: gewijzigde atmosfeerverpakkingen, nieuwe materialen,.. • Sensoren voor kwaliteit • Koelinstallaties: - Advies bij ontwerp - Aanpassingen voor betere koeling - Ombouw naar nieuwe koelmiddelen - Aanpassingen voor zuiniger energieverbruik • Bevochtigingsinstallaties • Sorteer- en oogstinstallaties: afstelling en vermijden van mechanische schade (Figuur 3) • Ketenopvolging met intelligente sensoren zoals RFID’s,... • Naoogstbehandelingen

TAD, aangehecht bij MeBioS, garantie voor wetenschappelijke kwaliteit De TAD is ingebed in een uitgebreid kenniscentrum rond bewaring en kwaliteit van groenten en fruit, sensoren en koel techniek in de brede zin, nl. VCBT en MeBioS. MeBioS staat voor het departement Mechatronica, Biosensoren en Statistiek van de Faculteit Bio-Ingenieurswetenschappen van de KU Leuven. Indien zich een probleem voordoet, dat dieper onder zoek vereist, waarvoor geen kant en klare oplossing beschikbaar is, zal binnen MeBioS getracht worden om dit onderzoek op te starten met ofwel eigen middelen ofwel nieuwe projecten.


Figuur 2: Manuals zoals het plukboekje worden steeds meer digitaal verspreid.

Enkele concrete voorbeelden van adviezen

Doelgroep

• Een teler zoekt via simpele ingrepen zonder risico voor kwaliteitsverlies een manier om energie te besparen. De TAD kan hem hierin ondersteunen met de nodige expertise. • Een supermarktketen wil graag haar gekoelde keten onderzoeken en optimaliseren naar productsoort. De TAD kan hierin ondersteunen. • Een teler merkt dat zijn tomaten (peren) na sortering schade vertonen. Dan is het tijd om de TAD eens te contacteren zodat men de sorteerlijn eens kan testen op sorteerschaderisico. • Een bedrijf wil zijn koelinstallatie laten in orde brengen en het koelmiddel R22 laten vervangen door een modernere variant. Zijn koelinstallateur geeft hem 3 opties en hij kan niet kiezen. Dit bedrijf kan de onafhankelijke mening van de TAD vragen hierover. • Een wortelbewaarbedrijf heeft wortels die te veel uitdrogen ondanks de bevochtigingsinstallatie die er staat. TAD kan bv. uit ervaring en, indien nodig, op basis van CFD-berekeningen advies geven voor een slimmere configuratie. • Voor schadegevallen kan men steeds beroep doen op TAD, hoewel we trachten om deze te voorkomen. Indien er zich een schadegeval voordoet, wordt een advies geformuleerd hoe dit vermeden kan worden in de toekomst. • Een veredelaar heeft een nieuwe cultivar en weet niet hoe deze te bewaren. Om hiervoor een advies te formuleren werken we vanuit onze ervaring met andere cultivars. Indien dit ontoereikend is wordt een onderzoeksvoorstel geformuleerd. De TAD begeleidt het bedrijf hierbij.

De eerste doelgroep van de adviseerdienst zijn de Belgische tuinbouwveilingen en hun leden (telers). Daarnaast kunnen ook aanverwante bedrijven (verpakking, verwerking, handel, transport,..) bij ons terecht. De TAD van VCBT fungeert als een loket waar leden van de doelgroep met alle vragen over kwaliteit en bewaring van groenten en fruit terecht kunnen. De TAD-VCBT is dus essentieel voor de introductie van innovaties m.b.t. bewaring en kwaliteit in de tuinbouwsector. De inbedding in het grotere geheel van het VCBT en de nauwe banden met de andere kenniscentra is hierbij erg belangrijk.

Contact Tel. 016-32.27.32 GSM: 0476-98.26.54 E-mail: [email protected]

Figuur 1: Doormeting van een appelsorteerlijn met de elektronische vrucht.

De technologische adviesdienst van VCBT valt binnen de basisfinanciering door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO) , het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT) en veiling Haspengouw.

Consultancy service The consultancy service of VCBT was permanently accessible for growers and auctions. Most advice was given by phone, e-mail or during visits at the farm. General information was given during presentations, publications and study days. Current themes are new sensors for quality, construction of cooling rooms, testing of sorting machines, long distance transport, energy saving etc. This is a free service for members of the Belgian fruit and vegetable auctions.

7

8


Plukdat a e n bewaar condities voor 2013 De koelcellen met Conference waren al een tijdje leeg, dus de nieuwe oogst mocht wel snel komen. De natuur laat zich echter niet de wet voorschrijven en dit jaar bleven telers wat op hun honger zitten. De vruchten waren door het kwakkelende voorjaar wat traag gestart en die achterstand hebben ze niet meer ingehaald. Resultaat: een latere oogst maar niet abnormaal laat. In het onderzoek worden ook nieuwe cultivars opgenomen zodat we binnenkort ook hiervan een optimale plukdatum kennen.

Peren haalden hun achterstand grotendeels in Toen VCBT in juli startte met de metingen konden er amper betrouwbare analysen worden uitgevoerd. Zelden werden er dergelijke onrijpe vruchten verwerkt in het lab. Toch is er in juli en augustus veel tijd ingehaald en waren de peren bij de oogst niet zo veel achter op schema. De laatste periode voor de pluk hebben ze nogal wat hardheid verloren en daarom moest er toch nog vroeger geplukt worden dan eerst verwacht. De plukdata en bewaarcondities voor 2013 staan vermeld in Tabel 2 en 3. Verschillen tussen percelen in kaart brengen! Tussen verschillende telers, regio’s maar zelfs tussen percelen van éénzelfde teler kunnen grote verschillen in rijpheid optreden voor een bepaalde cultivar. Een algemeen landelijk plukadvies is daarom altijd met de nodige voorzichtigheid te interpreteren. Telers worden daarom door VCBT aangespoord om hun individuele percelen goed op te (laten) volgen. De gemakkelijkste methode is door deel te nemen aan het perceelsspecifiek NIR- plukdatumonderzoek (zie elders in dit jaarverslag). Een eenvoudige meting die een teler zelf kan doen om een idee te krijgen van de plukvolgorde is de berekening van de Streifindex per perceel. De Streifindex is een rijpheidsindex voor appel en peer die aangeeft wanneer vruchten rijp worden voor de pluk. Het is geen heilige waarde maar de Streifindex wordt bepaald door 3 metingen die door de fruitteler zelf vrij eenvoudig te

meten zijn. Door regelmatig deze metingen uit te voeren krijgt de fruitteler een redelijk goed beeld van het verloop van rijpheid van de vruchten van een bepaald perceel. De Streifindex bestaat uit 3 parameters: nl. de hardheid, de zetmeelwaarde en de opgelostestofgehalte. Men berekent de Streifindex als volgt: Streifindex = Hardheid (kg/cm²)/(zetmeelwaarde x opgelostestofgehalte (°Brix))

Voor peer wordt de hardheid per 0.5cm² gebruikt voor de Streifindex. Voor de Streifwaarde van de verschillende cultivars voor lange bewaring: zie Tabel 1 Aandachtspunten: glazigheid bij appel en toepassing van Smartfresh op peer Een vrucht die in de vlakke zon hangt kan net onder de schil al snel 10 tot 15°C warmer worden dan de luchttemperatuur. Hierdoor kan het onderliggend weefsels schade oplopen. Dat uit zich in het meest zichtbare zonnebrand (Figuur 1) maar ook in de minder uitwendig zichtbare glazigheid. Glazigheid is meestal een kleiner probleem omdat het wegtrekt tijdens de bewaring als het in beperkte vorm voorkomt. Wanneer bij de oogst een sterke vorm van glazigheid te vinden is in de vruchten, is dit al een aanwijzing dat dit geen erg goed bewaarbare partij is. Dergelijke partijen moeten uit de bewaring geweerd worden omdat ze vruchtvleesbruin geven.

Tabel 1: Streifindex van verschillende cultivars voor lange bewaring Cultivar

Hardheid (kg/cm²)

Opgelostestofgehalte (°Brix)

Zetmeelwaarde (1-10)

Streifwaarde (hoger dan)

Boskoop

8.5 à 9.5

11.5 à 12.5

4à6

0.15

Braeburn

9 à 10

11 à 12

3à5

0.25

Elstar

7à8

11.5 à 12.5

2à3

0.30

Gala

9 à 10

11.5 à 12.5

4à6

0.13

Golden

7.5 à 8.5

11.5 à 12.5

6à8

0.10

Jonagold

7à8

11.5 à 12.5

6à8

0.08

Jonagored

7à8

11.5 à 12.5

6à8

0.08

Kanzi

9 à 10

12 à 13

5à6

0.14

Pinova

7à8

12.5 à 13.5

2.8 à 3.5

0.18

Conference

6 à 7 (/0.5cm²)

11.5 à 13

4à6

0.10

Dit jaar werd de toepassing van Smartfresh op peer sterk uitgebreid. De ervaringen van vorig jaar waren algemeen positief. Vooral op de laat geplukte vruchten werd het veel ingezet. We moeten ervoor waken om Smartfresh niet in te zetten als een genees middel op vruchten die dat niet meer verdienen omdat ze te laat geplukt zijn en al te veel ethyleen produceren. Daar zal de werking tegen vallen. Dergelijke vruchten horen ook zeker niet meer thuis in ULObewaring en dienen vroeg te worden afgezet.


Figuur 1: Verschillende stadia van zonnebrand. Enkel het meest rechtse stadium mag nog in de bewaring terechtkomen.

Nieuw in het plukdatumonderzoek Sinds enkele jaren trachten we ook van de nieuwe cultivars het optimale plukmoment vast te stellen. Het is immers moeilijk om de eigenschappen van een appel- of perenras juist te beoordelen wanneer het niet op zijn optimale plukdatum werd geplukt. Zo worden sinds kort o.a. ook Corina, Celina, P2829 (Angers peer) en Joly Red meegenomen in dit onderzoek. Om een beter beeld te krijgen van het verloop van het climacterium van deze nieuwe rassen maken we gebruik van respiratiepotten, uitgerust met supergevoelige sensoren waarin de ademhaling en de ethyleenproductie van de vruchten realtime te volgen is (zie Figuur 2).

Figuur 2: Respiratiepotten met sensoren in de deksel voor realtime meting van ademhaling en ethyleenproductie.

Tabel 3: Bewaarcondities 2013 voor lange bewaring van appel en peer APPEL Cultivar

Wachttijd vóór ULO (dagen) vanaf bereiken van optimale bewaartemperatuur

Temperatuur (°C) (vrucht)

O2 (%)

CO2 (%)

0.5

- 2.0

2.0 - 2.5

1*

1.0

2.0 - 2.5

< 1.0

1*

4**

2

0.8

21

0.8 - 1.0

1.0

2.5 - 3.0

1*

0.8 - 1.0

1.5

2.5 - 3.0

10 - 14

3.0 - 3.5

2.0 - 2.5

<0.8

7 - 10

1.0

2.5 - 3.0

< 0.8

21

Golden Gloster Gala Elstar Idared Kanzi Jonagold Jonagoldmutanten Pinova Greenstar

Tabel 2: Plukdata 2013 voor lange bewaring van appel en peer

APPEL

Cultivar

Jonagold Jonagoldmutanten Greenstar

Belgica

8 - 12 september

Boskoop

26 - 30 september

Braeburn

24 - 28 oktober

Elstar

10 - 15 september

Boskoop

Gala

14 - 18 september

Braeburn

Golden

26 september - 2 oktober

Greenstar

6 - 10 oktober

Jonagold en -mutanten

27 september - 10 oktober

Kanzi

2 - 6 oktober

Pinova

5 - 14 oktober

Conference peer

Plukvenster voor lange bewaring

Belgica

12 - 22 september

Doyenné

16 - 21 september

Durondeau

10 - 15 september

Indien behandeld met Smartfresh Cox’s O.P.

PEER Conference

Doyenné

Durondeau

-1.0

2.5 - 3.0

< 0.9

eerste 21 dagen

-1.0

2.5 - 3.0

< 0.8

van dag 21 tot eind bewaring

-0.5

2.0 - 2.5

< 0.9

eerste 21 dagen

-0.5

2.5 - 2.5

< 0.8

van dag 21 tot eind bewaring

1.0

* Indien SmartfreshTM werd toegepast: 10 tot 14 dagen wachten na de toepassing alvorens ULO aan te brengen ** Kanzi geleidelijk afkoelen van oogsttemperatuur in 1 week naar 4°C

De plukdatumbepaling valt binnen de basisfinanciering door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO) en het Verbond van de Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT) en Veiling Haspengouw.

Harvest date prediction of apple and pears Every year the Flanders Centre of Postharvest Technology (VCBT) determines the optimal picking date for the long storage of the common apple and pear cultivars in Belgium Picking dates of 2013 are mentioned in Table 2. Optimal storage conditions are given in Table 3.

9

10


Bepaling van perceelsspecifieke plukdatum met NIR Elke fruitteler die lid is van een veiling kan beroep doen op het VCBT voor een boomgaardspecifiek pluktijdstip advies voor appel en peer. Omdat de rijpheid van de vruchten nogal veel kan verschillen tussen individuele percelen kent dit advies een groot succes bij de telers. De voorspelling van het pluktijdstip gebeurt via NIRspectroscopie. De vruchten kunnen met deze techniek zeer snel worden gemeten en hoeven niet stuk te worden gesneden, wat een groot voordeel is. Dit jaar werd voor 140 percelen een dergelijk pluktijdstipadvies gegeven.

Meten

Referentiemetingen van kwaliteitseigenschappen

VCBT analyseert met Nabij-infraroodspectroscopie (NIR) de gereflecteerde straling afkomstig van nabij-infraroodlicht licht invallend op een vruchtstaal. Het gaat hier over golf lengtes van 1000 tot 1700 nm. De vrucht absorbeert en reflecteert een gedeelte van dit licht. De samenstelling en de textuur van de vrucht hebben een invloed op de absorptie van het licht. Het bekomen spectrum van de spectrofotometer (1) bevat dus specifieke informatie over de samenstelling van de vrucht.

In de praktijk zijn de belangrijkste kwaliteitseigenschappen het opgelostestofgehalte (suiker), de hardheid en de fysiologische leeftijd. Het suikergehalte van een appel of peer neemt gedurende het seizoen toe door de omzetting van zetmeel. De referentiemeting van het opgelostestofgehalte gebeurt met een refractometer (°Brix). De hardheid van een vrucht wordt gemeten met een Texture Analyzer (kg/cm²) die kan vergeleken worden met een automatische penetrometer. De fysiologische rijpheid wordt uitgedrukt in het aantal dagen vóór de optimale oogstdatum.

Per vrucht worden 2 individuele spectra gemeten op de groene en de bloszijde, die op zich al een gemiddelde zijn van 100 scans. 2 toont de NIR-spectra van Conference, Jonagold en Kanzi gemeten in augustus 2013. Het spectrum wordt vervolgens in relatie gebracht met de referentiedata van de kwaliteitseigenschappen van de vruchten. Uit deze relatie wordt uiteindelijk een kalibratie model berekend dat de gelinkte kwaliteit voorspelt. Het opstellen van het kalibratiemodel behoort tot het voor bereidende werk vooraleer het toestel in gebruik kan genomen worden voor rechtstreekse metingen op de vrucht.

Figuur 1: Meetopstelling met diode array spectrofotometer (Carl Zeiss, Duitsland).

Kalibratiemodellen: robuust maken De referentiematrix moet een grote diversiteit aan vruchtstalen omvatten. Referenties werden daarom gemaakt verspreid over het seizoen maar ook tussen verschillende seizoenen van andere jaren waardoor de variatie tussen én in de seizoenen geïmplementeerd is. Dit is nodig aangezien seizoenen sterk kunnen verschillen en gedurende het seizoen de vrucht een voortdurende verandering ondergaat. Op die manier kunnen vruchten uit een verschillend rijpheidsstadium

Figuur 2: NIR-spectrum van Conference, Jonagold en Kanzi (augustus 2013).


en dus ook schommelende vruchtparameters geanalyseerd worden. Zo maak je de kalibratiemodellen robuust, zodat ze veel situaties in de toekomst aankunnen. Het is van groot belang dat de referentie- en de spectrofoto metrische metingen respectievelijk en gelijklopend gemeten en berekend worden. Via multivariate regressie technieken wordt vervolgens een verband gezocht tussen veranderingen in de gezochte variabele of de Y-variabele (bv. het suiker gehalte van een vrucht) en veranderingen van verschillende X-variabelen (bv. de verschillende golflengtes waaruit het spectrum bestaat). Het doel van dit verband is het voorspellen of het verklaren van de onbekende Y-waarden.

draagbare meting in het veld. Meerdere oogstparameters kunnen hierdoor makkelijker perceelsspecifiek opgevolgd worden waardoor een duidelijke planning voor de oogst opgemaakt kan worden. Met een draagbare NIRspectrofotometer kan de vrucht aan de boom zelf gemeten worden waardoor de evolutie van de rijping in de tijd gevolgd kan worden. Aan het plukdatumadvies kan ook een bewaaradvies gekoppeld worden. De teler krijgt dan niet alleen een oogst- maar ook een bewaarplanning. Vooralsnog is dit laatste toekomstmuziek. VCBT testte in het verleden al enkele draagbare meters maar geen enkel toestel scoorde goed genoeg qua nauwkeurigheid en gebruiksvriendelijkheid.

De praktijk in VCBT

Toekomst in de fruitteelt Een draagbare NIR-spectrofotometer zou een snelle nietdestructieve meting on-field mogelijk maken. Waar we nu door de laboratoriumversie beperkt zijn in het aantal metingen, zou dit sterk kunnen worden uitgebreid door een

Al twaalf jaar geeft het VCBT boomgaardspecifiek pluktijd stipadvies. Dit jaar gebeurde dit voor Jonagold, Conference en Kanzi. In de praktijk begint alles met een goede staalname door de teler of door de veiling. De telers houden verschillende regels in acht bij het plukken van de vruchten die gebruikt worden de analyse. De vruchten worden zo snel mogelijk (liefst gekoeld) naar het VCBT gebracht. Om nauwkeurige resultaten te behalen dienen er per staal (lees: perceel) minimum 20 vruchten gemeten worden want de biologische variatie binnen een boom en tussen bomen van een perceel is groot. Bovendien wordt gemeten op twee tijdstippen per perceel met 1 week interval. Binnen 1 week na de laatste metingen krijgt de teler, via de veiling, de voorspelde plukdata, suikergehalte en hardheid zodat de pluk nog tijdig kan gepland worden. Deze dienst is gratis.

Dit onderzoek valt binnen de basisfinanciering door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO), het Verbond van de Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT) en Veiling Haspengouw.

Prediction of optimal picking date for individual pear and apple orchards based on NIR Fruit maturity and quality are very important during storage and shelflife. The common analyses to determine fruit quality are often destructive and time consuming. Modern techniques are often too complicated for using by growers. NIR spectroscopy is fast, handy in use and non-destructive. Based on NIR measurements (desktop version) VCBT is predicting the optimal picking date for more than 100 individual Jonagold, Conference and Kanzi orchards with good results. The VCBT is offering these predictions as a service for the growers who are member of a fruit auction.

11

12


Bewar ing van nieuwe r assen g r ootfr uit Het snel op de markt brengen van nieuwe cultivars heeft al vaker voor fiasco’s gezorgd. VCBT wil meewerken aan een stabiele introductie van een nieuw ras met alle nodige kennis van teelt, maar ook van bewaring en houdbaar heid, zodat financiële teleurstellingen door gebrekkige raskennis vermeden kunnen worden. De keuze van een nieuwe appelcultivar wordt enerzijds bepaald door zijn productie- en teelteigenschappen en anderzijds door zijn bewaar- en smaakkwaliteit. Vaak is het een moeilijk evenwicht tussen beide. Makkelijk te telen cultivars zijn niet steeds de makkelijkste in de bewaring. In 2013 heeft VCBT de bewaring van de appelcultivar Kanzi en de peren cultivar P2829 uitgebreid getest in opdracht van Veiling Haspengouw, voor de Belgische Fruitveiling werd de bewaring van Joly Red onder de loep genomen. Voor alle cultivars werd eerst ook naar de optimale plukdatum gezocht.

Alles staat of valt met een correcte plukdatum…

Ieder ras zijn eigen aandachtspunten

Je mag een vrucht met de beste zorgen bewaren, als hij niet op het correcte tijdstip voor lange bewaring is geplukt, zal hij de eindmeet niet halen. Daarom is de bepaling van de optimale plukdatum de eerste test die wordt opgezet in het bewaaronderzoek van een nieuwe cultivar. We beschikken hiervoor over verschillende methoden die meestal gecombi neerd worden ingezet. Er wordt gestart met de kennis van de veredelaar, de kruisingsouders en eventueel de literatuur. Op basis van deze gegevens kan al ingeschat worden of we met een vroeg-, middel- of laatrijpend ras te maken hebben. Dit bepaalt de planning voor de veldmetingen. Voor een vroeg ras moet nl. vroeger gestart worden om het preclimacterisch minimum te bepalen (= optimaal pluktijdstip). Dit preclimac terisch minimum bepalen we door metingen van hardheid, opgelostestofgehalte, zetmeelwaarde, nabij-infraroodreflec tantie (NIR) en ethyleenproductie rond de verwachte oogst datum. Door verschillende jaren ook NIR-metingen te doen kunnen er plukmodellen gemaakt worden voor de nieuwe cultivars. Voor Kanzi bestaat dit model reeds.

Elk ras heeft zijn eigen sterke en zwakke punten. Daar wordt dan extra aandacht aan besteed. Bij een ras met hoge ge voeligheid voor inwendig bruin zal vooral daar sterk op gefocust worden en zullen de bewaarcondities in functie hiervan gekozen worden. Bij grote gevoeligheid voor schil bruin zal de plukdatum aangepast worden en vooral gezocht worden naar mogelijkheden om bij lage zuurstofcondities te bewaren. Meestal komen deze gevoeligheden al snel naar boven maar het gebeurt ook dat een ras een perfecte bewaarras lijkt gedurende de eerste twee testjaren en dan in de volgende jaren plots blijkt gevoelig te zijn voor een bepaalde afwijking. Dit heeft dan vaak te maken met klimaats effecten die ervoor zorgen dat vruchten in een bepaald seizoen wel gevoelig zijn voor fysiologische ziekten en in andere omstandigheden niet. Daarom worden nieuwe rassen altijd langer dan slechts één seizoen getest.

Figuur 1: Joly Red na bewaring...

Figuur 2: Peer P2829 in de testen.


Metingen volgen ISO 17025-norm Het rassenonderzoek wordt nagenoeg volledig uitgevoerd onder ISO 17025-accreditatie. Hiermee garandeert VCBT haar klanten technisch betrouwbare analyseresultaten die ook altijd volledig onderling vergelijkbaar zijn. Afhankelijk van de wensen van de opdrachtgever worden de metingen gekozen. Meestal bestaat een bewaarproef uit het twee maandelijks bemonsteren van vruchten uit de verschillende bewaarcondities. Op deze vruchten wordt dan meteen na uitslag en na 7 dagen uitstalling (voor appel bij 18°C, voor peer bij 12°C) gemeten. Hardheid, opgelostestofgehalte, titreerbare zuurheid, achtergrondkleur, zetmeelwaarde, maat en gewicht behoren tot de gebruikelijke geaccrediteerde metingen. Bovendien worden uiteraard ook steeds naar de be waarafwijkingen gekeken (niet geaccrediteerd). De be waar duur in het experiment hangt af van de verwachte bewaarcapaciteit van de geteste cultivar. Invloed van R.V. op bewaarbaarheid van Kanzi In 2013 lag de nadruk voor het Kanzi-onderzoek op de in vloed van vochtverlies gedurende de bewaring. In hoeverre speelt een te hoge R.V. een rol in het optreden van lage temperatuurbederf (LTB) bij Kanzi? Verlaging van de R.V. gaf een beperking van LTB maar moet goed gefinetuned worden om te sterke uitdroging te vermijden. Dit gestuurd vochtverlies kan dan gecombineerd worden met bewaring op beperkt hogere temperatuur en een stapsgewijze inkoeling. Peer P2829: nog aftasten

2 plukdata in bewaring werden geplaatst. De helft van de vruchten werd geplukt op de plukdatum van Conference, de andere helft 1 week later. De peren werden bewaard bij twee verschillende bewaarcondities nl. bij lage en hoge zuur stof concentratie. Dit had tot doel om na te gaan of de vruchten al dan niet gevoelig waren voor bruin en hol en voor schilbruin. In 2013-2014 wordt dit onderzoek verfijnd. Joly Red: aandacht geven aan behoud van zuur Joly Red gaf maar 1 bewaarprobleem in 2012-2013 en dat was schilbruin. Met een behandeling van Smartfresh was dit op te lossen. De hardheid was goed. Er zijn zelfs mogelijk heden voor middellange bewaring in gewone lucht met Smartfresh. Eén bewaarseizoen is echter onvoldoende om een bewaarras op te beoordelen. Het behoud van zuur kan belangrijk zijn voor de smaak van Joly Red na bewaring. Behandeling met Smartfresh en/of strenge ULO zorgt voor een beter behoud van zuurheid. Advies op maat Door een dergelijk gedetailleerd onderzoek aan te leggen op een cultivar is men tenslotte in staat om advies “op maat” af te leveren aan de klant. In het geval van Kanzi worden gericht bewaaradviezen gegeven aan Veiling Haspengouw. Dit advies is gericht op plukdatum, de wijze van plukken, de wijze van inkoeling, de bewaartemperatuur en gascondities. Bij Joly Red kan het plukadvies en de bewaarconditie geïn spireerd worden door een maximaal behoud van een goede zoet-zuur ratio. Elke cultivar heeft zo zijn eigen recept…

Van P2829 was in de oogst 2012 nog niet veel geweten. Dus werd er gestart met een bewaaronderzoek waarbij ook Dit onderzoek werd gefinancierd door Veiling Haspengouw en de Belgische Fruitveiling.

Optimal storage conditions for new pome fruit cultivars In 2013 the apple cultivars Kanzi and Joly Red, and pear cultivar P2829 were tested. Picking date, the way of cooling, relative humidity and storage conditions were tested. These tests are done during several years because some disorders are related to climatic conditions. This leads to detailed guidelines for each cultivar.

13

14


Wer ing onr ijp fr uit Elk jaar weer opnieuw is het uitkijken naar de nieuwe oogst appelen en peren! Vaak worden hiervoor ook hoge prijzen gehaald. Toch dient erover gewaakt te worden dat het aangeboden fruit voldoende rijp is. Onrijp primeurfruit stelt de consument teleur waardoor hij niet geneigd zal zijn tot een herhalingsaankoop. Om dit te vermijden legt het Federaal Voedselagentschap (FAVV) jaarlijks de data vast waarop men een bepaalde cultivar mag beginnen leveren. Deze data worden vastgelegd op basis van objectieve parameters. Sinds 1998 voert het VCBT het onderzoek uit dat de basis vormt van de bepaling van deze begindata voor aanvoer. VCBT spoort de telers aan om zelf rijpheidstesten te doen en niet blindelings op kleur of maat te plukken.

Selectie van de zomerrassen én zowat alle bewaarrassen Vooral de zomerrassen werden nogal eens onrijp aange voerd. Er zijn echter veel zomerrassen van appel en peer, doch slechts enkele zijn commercieel nog belangrijk. Het VCBT doet daarom onderzoek op een bepaalde selectie van commercieel interessante cultivars zijnde Belgica, Delbarestivale, Belgica, Beurré Hardy, Triomphe de Vienne en Durondeau. Om te vermijden dat de bewaarrassen te vroeg worden aangeleverd, stelt men voor zowat alle bewaarrassen een begindatum voor aanvoer vast.

Objectieve parameters Over kleuren en smaken valt niet te twisten. Toch kiezen veel consumenten voor een mooi gekleurde vrucht. De buitenzijde van de vrucht is echter niet altijd een goede maatstaf voor de rijpheid. Sommige kleurmutanten kleuren al heel vroeg in het seizoen mooi rood hoewel ze absoluut nog niet rijp zijn. Het volstaat daarom niet om enkel de kleur of maat te beoordelen.

Bij de rijping van fruit gaat de samenstelling wijzigen. Het suikergehalte gaat toenemen en het zuurgehalte en de hard heid nemen af. De achtergrondkleur wijzigt van groen naar geel. Het zetmeelgehalte neemt af hetgeen visueel duidelijk wordt gemaakt in de lugoltest (Figuur 1). Door deze inwen dige parameters te meten kan pas een echt betrouwbaar beeld verkregen worden van de echte rijpheid van de vrucht. Vanaf begin juli worden wekelijks stalen genomen van referentiebomen van de beoogde rassen. Van deze stalen wordt de hardheid, het suiker- en zuurgehalte, het zetmeel stadium en de grondkleur bepaald. Voor al deze parameters werden minimumnormen vastgelegd. Als deze normen be reikt zijn, wordt geadviseerd om de betreffende cultivar te laten aanvoeren. Bij appel primeren hier een minimale zet meelwaarde en opgelostestofgehalte, terwijl voor peer de hardheid en opgelostestofgehalte de belangrijkste parameters zijn. De geadviseerde data voor 2013 staan vermeld in tabel 1. Bovendien worden ook nabij-infraroodspectra (NIR) bepaald die gebruikt kunnen worden in modellen om de plukdatum te bepalen.

Tabel 1: Aanvoerdata voor zomer- en bewaarrassen appel en peer 2013 Cultivar

Figuur 1: Vruchten waarbij de zetmeelomzetting nog niet is gestart zijn nog ongeschikt voor consumptie.

Aanvoerdatum

Cultivar

Aanvoerdatum

Delbarestivale

20/08/2013

Gala

12/09/2013

Triomphe de Vienne

03/09/2013

Boskoop

17/09/2013

Durondeau

03/09/2013

Jonagold

20/09/2013

Conference

09/09/2013

Golden

20/09/2013

Elstar

09/09/2013

Pinova

01/10/2013

Beurré Hardy

10/09/2013

Doyenné

15/09/2013

Belgica

09/09/2013

Braeburn

15/10/2013


Figuur 4: In het VCBT-plukboekje staat duidelijk beschreven hoe je zelf een idee kan krijgen van de rijpheid van de verschillende percelen vruchten

Telers: doe zelf eens een rijpheidsmeting, zo vermijd je nadien discussies Het VCBT spoort telers sterk aan om zelf simpele rijpheidstesten uit te voeren. Kleur en maat zijn immers niet de juiste para meters voor rijpheid. Zo kan men nadien discussies bij de aanvoer vermijden over het al dan niet rijp zijn van een partij vruchten. Eenvoudige metingen die op het bedrijf kunnen worden uitgevoerd, zijn een correct uitgevoerde hardheidsmeting, meting van het suikergehalte (Figuur 2) en de zetmeelomzetting. Meters voor hardheid en opgelostestof gehalte kunnen overigens door VCBT gecontroleerd worden indien men twijfelt of ze nog wel correct werken. De werkwijze voor de rijpheidsmetingen staat haarfijn uitgelegd in het onlangs gepubliceerde plukboekje (Figuur 4: te downloaden van www.vcbt.be).

Figuur 2: Als teler kan je de opgelostestofgehalte van je vruchten gemakkelijk zelf meten met een digitale refractometer

Figuur 3: De hardheid is een belangrijke parameter in de rijpheidsbepaling van peren

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door het Federaal Agentschap voor de Veiligheid van de Voedselketen (FAVV).

Assessment of the commercialisation date of apple and pear cultivars At the beginning of the season fruit is expensive and growers try to pick their summer fruit as early as possible to get a premium price. This is not always good from a quality point of view, since the fruits are not yet tasty enough. In order to avoid unripe fruit to enter into the market, the VCBT determines the harvest date for summer cultivars. The harvest dates for 2013 are mentioned in table 1.

15

16


Segmentatieonderzoek tomaat In België worden tomaten geteeld volgens de strenge kwaliteitseisen van het Flandria-lastenboek. Enkel producten van topkwaliteit, met een perfecte smaak en onberispelijk uiterlijk, krijgen het Flandria-keurmerk toegekend. Op basis van specifieke teelteigenschappen, smaak, kleur, grootte en vorm worden Flandria-tomaten opgedeeld in verschillende uniforme segmenten. Deze segmentatie wordt jaarlijks herzien. Hiervoor worden elk jaar een veertigtal veelbelovende rassen aangeplant op de proefcentra van Sint-Katelijne-Waver en Meerle. De productie-, teelt-, smaak- en kwaliteitseigenschappen van de rassen worden op verschillende tijdstippen bepaald. Het VCBT is hierbij verantwoordelijk voor de instrumentele vruchtkwaliteitsmetingen en het beheer van de database waarin alle data verzameld worden. Instrumentele vruchtkwaliteitsmetingen

Stevigheid

Vijf keer per jaar (in de loop van mei tot oktober) worden zowel losse als trostomaten uit de doorteelt aangevoerd vanuit de praktijkcentra in Meerle en Sint-Katelijne-Waver naar het VCBT. Daar worden de tomaten tien dagen lang bewaard in een koelcel bij 18°C en 80% RV. Tijdens de bewaring worden de tomaten onderworpen aan een aantal objectieve, instrumentele kwaliteitsmetingen in het labora torium. Het VCBT is voor deze metingen geaccrediteerd conform ISO 17025 en garandeert hiermee technisch betrouwbare analyseresultaten.

De stevigheid van de tomaten wordt op dag 3 en dag 10 na de oogst beoordeeld met behulp van een textuurmeter voorzien van een plunjer met een diameter van 3,5 mm (Figuur 2). De maximale kracht (uitgedrukt in Newton) die nodig is om deze plunjer 2 mm in de vrucht te drukken aan een snelheid van 2 mm/s wordt gebruikt als maat voor de stevigheid van de tomaat. Per cultivar worden twintig tomaten beoordeeld en elke tomaat wordt tweemaal ge meten ter hoogte van de evenaar.

Prikschadegevoeligheid Eén dag na de oogst wordt de prikschadegevoeligheid van de aangevoerde cultivars bepaald. Per cultivar worden 24 onbeschadigde vruchten met een goed vastzittend kroontje geselecteerd. Deze vruchten worden verdeeld over vier EPSkistjes die vastgemaakt zijn op een elektrische schudder en heen en weer worden geschud met een amplitude van 8 cm en een snelheid van 200 bewegingen per minuut gedurende vijf minuten (Figuur 1). Na het schudden wordt het aantal prikken per tomaat geteld en het gemiddeld aantal prikken per cultivar wordt omgerekend naar een prikscore. Deze score loopt van negatieve waarden voor zeer prikschade gevoelige rassen tot 10 voor niet prikschade gevoelige rassen.

Figuur 1: Schudtafel.

Opgelostestofgehalte Op dag 3 en dag 10 wordt eveneens het opgelostestofgehalte van de tomaten bepaald. De opgeloste stof in tomatensap bestaat vooral uit suikers maar ook voor een deel uit zuren en zouten. Het opgelostestofgehalte is dus belangrijk voor de smaak van de tomaat. Met behulp van een plastic handboor wordt er sap vrijgesteld uit de tomaat. Het opgelostestofgehalte van dit sap wordt tweemaal gemeten met een digitale refractometer (Figuur 3). Per cultivar worden tien vruchten geanalyseerd.

Figuur 2: Textuurmeter.


Figuur 3: Digitale refractometer.

Figuur 4: Spectrofotometer.

Kleur

Databeheer

Op het einde van de bewaring wordt de kleur van de tomaten gemeten met behulp van een spectrofotometer (Figuur 4). De kleur van de tomaten wordt weergegeven door de parameters hue angle en helderheid (Figuur 5). De hue angle geeft de kleurevolutie van rood (0°) naar geel (90°) naar groen (180°) naar blauw (270°). De helderheid geeft de licht-/donkerheid van een kleur weer en loopt van 0 (donker/zwart) tot 100 (licht/wit). Donkerrode tomaten worden dus gekenmerkt door een lage hue angle en lage helderheid, lichtoranje tomaten door een hoge hue angle en hoge helderheid. Voor tomaten ligt de hue angle gemiddeld rond 40-50°, de helderheid rond 35-45. Per cultivar worden twintig tomaten geëvalueerd en elke tomaat wordt tweemaal gemeten ter hoogte van de evenaar.

Op geregelde tijdstippen worden de meetresultaten door de betrokken praktijkcentra opgeladen naar de database via een webgebaseerde interface. De ruwe datafiles worden door het systeem gecontroleerd en automatisch verwerkt. Er worden afgeleide parameters berekend en er wordt een statistische analyse uitgevoerd om significante verschillen tussen rassen aan te kunnen duiden. Gemiddelde waarden met bijhorende betrouwbaarheidsintervallen worden in de database bewaard.

Figuur 5: De kleurparameters hue angle en helderheid. De hue angle geeft de kleurevolutie van rood (0°) naar geel (90°) naar groen (180°) naar blauw (270°). De helderheid geeft de licht-/ donkerheid van een kleur weer en loopt van 0 (donker/zwart) tot 100 (licht/wit).

Alle gegevens in de database zijn via de VCBT-website op een gebruiksvriendelijke manier toegankelijk. Zo kunnen de gegevens in tabellen en in grafische vorm worden opge vraagd en kunnen rapporten als pdf-file worden gegene reerd (Figuur 6).

Figuur 6: Data uit de tomatendatabase kunnen opgevraagd worden als tabellen en figuren. Dit onderzoek wordt gefinancierd door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO) en het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT).

Tomato segmentation research Each year new tomato cultivars are grown at the research centres of Sint-Katelijne-Waver and Meerle and screened for production, cultivation, taste and quality characteristics. Only tomato cultivars which have good scores for all the mentioned characteristics may enter one of the Flandria segments. The Flanders Centre of Postharvest Technology (VCBT) is responsible for the instrumental fruit quality measurements (susceptibility to puncture injury, firmness, soluble solids content, colour) and for the management of the database wherein all data are collected.

17

18


Ondersteunend onderzoek segmentatie Sinds 1996 worden tomaten van het keurmerk Flandria opgedeeld in verschillende segmenten op basis van productie-, teelt-, kwaliteit- en smaakeigenschappen. Door vergelijkbare rassen samen te brengen worden uniforme segmenten gecreëerd om te voldoen aan de eisen van de consument. Bij paprika kan er momenteel niet echt van een segmentatie gesproken worden en gebeurt de indeling enkel volgens de kleur: rood, geel, groen en oranje. Toch worden alle productie- en teeltgegevens en de kwaliteit van de verschillende nieuwe rassen nauwgezet opgevolgd. Het VCBT is hierbij verantwoordelijk voor de instrumentele vruchtkwaliteitsmetingen.

Teeltverloop In Vlaanderen worden paprika’s in verwarmde glazen serres geteeld. De teelt duurt bijna een volledig jaar. Rond eind oktober worden de planten bij de plantenkweker opgezaaid. Na ongeveer vijftig dagen zijn de planten voldoende groot en worden ze in de serre opgeplant. Dat gebeurt in de loop van de maand december. In de serre wordt een klimaat nagestreefd zodat de planten optimaal kunnen groeien. De eerste vruchten worden eind maart geoogst, de productie periode loopt meestal tot november. De klassieke geblokte paprika wordt het meest geteeld. Daarnaast komen er ook een beperkte hoeveelheid specialties op de markt.

Productie-, teelten vruchtbeoordelingen bij de proeftuinen De rassenproeven liggen op het Proefstation voor de Groenteteelt en het Proefcentrum Hoogstraten. Op beide locaties wordt een breed gamma aan gegevens geregistreerd. Vanaf de planting wordt gestart met maandelijkse beoordelingen van de gewasontwikkeling. De productie en sortering worden gedurende de volledige productieperiode geregistreerd. Vanaf de eerste oogst wordt maandelijks de vruchtkwaliteit geëvalueerd. Dat gebeurt zowel bij de oogst als na een bewaarperiode van een week. Bij de oogst wordt er onder meer gekeken naar vruchtvorm, kleur, stevigheid, scheurtjes, neusrot en glans. Na bewaring wordt er gescreend op parameters zoals rimpels door vochtverlies, rijpheidsstippen, vruchten steeltjesrot en worden opnieuw de kleur, de stevigheid en de glans beoordeeld.

Figuur 1: Textuurmeter.

Figuur 2: Opgelostestofgehalte (°Brix) na 3 (linkse balk) en 10 (rechtse balk) dagen bewaring (18 °C en 80% RV) in oktober 2013. De errorbars geven het 95% betrouwbaarheidsinterval weer.

Instrumentele vruchtkwaliteitsmetingen op het VCBT Drie keer per jaar (in de loop van mei tot oktober) worden paprika’s aangevoerd vanuit de proeftuinen naar het VCBT. Daar worden de paprika’s tien dagen lang bewaard in een koelcel bij 18 °C en 80% RV. Tijdens de bewaring worden

de paprika’s onderworpen aan een aantal objectieve, instrumentele kwaliteitsmetingen in het laboratorium. Het VCBT is voor deze metingen geaccrediteerd conform ISO 17025 en garandeert hiermee technisch betrouwbare analyseresultaten.


Stevigheid De stevigheid van de paprika’s wordt op dag 3 en dag 10 na de oogst beoordeeld met behulp van een textuurmeter voorzien van twee parallelle platen (Figuur 1). De maximale kracht (uitgedrukt in Newton) die nodig is om een vrucht 5 mm samen te drukken aan een snelheid van 10 mm/s wordt gebruikt als maat voor de stevigheid van de paprika. Per cultivar worden tien paprika’s geëvalueerd en elke paprika wordt driemaal gemeten. Opgelostestofgehalte Op dag 3 en dag 10 wordt eveneens het opgelostestofgehalte van de paprika’s bepaald. De opgeloste stof in paprika’s bestaat vooral uit suikers maar ook voor een deel uit zuren en zouten. Het opgelostestofgehalte is dus belangrijk voor de smaak van de paprika. Met behulp van een handboor worden er 3 cilindervormige stukjes uit de evenaar van de vrucht gehaald. Het opgelostestofgehalte van het sap dat vrijgesteld wordt bij het samendrukken van zo een stukje wordt gemeten met een digitale refractometer. Per cultivar worden tien vruchten geanalyseerd. In Figuur 2 wordt het opgelostestofgehalte (°Brix) getoond van de rassen die in 2013 opgevolgd werden. Hieruit blijkt een duidelijk verschil in opgelostestofgehalte tussen de verschillend gekleurde paprika’s. Rode paprika’s hebben het hoogste opgeloste stofgehalte, groene paprika’s het laagste. Kleur Op het einde van de bewaring wordt de kleur van de paprika’s gemeten met behulp van een spectrofotometer. De kleur van de paprika’s wordt weergegeven door de parameters hue angle en helderheid. De hue angle geeft de kleurevolutie van rood (0°) naar geel (90°) naar groen (180°) naar blauw (270°). De helderheid geeft de licht-/donkerheid

Figuur 3: Hue angle (°) na 3 (groene paprika’s) of 10 (rode, gele paprika’s) dagen bewaring (18 °C en 80% RV) in oktober 2013. De errorbars geven het 95% betrouwbaarheidsinterval weer.

van een kleur weer en loopt van 0 (donker/zwart) tot 100 (licht/wit). Rode paprika’s hebben gemiddeld een hue angle rond 25-30°, oranje paprika’s rond 50-55°, gele paprika’s rond 75-80° en groene paprika’s rond 110-120°. Per cultivar worden tien paprika’s geëvalueerd en elke paprika wordt vijfmaal gemeten ter hoogte van de evenaar. In Figuur 3 wordt de hue angle getoond van de in 2013 opgevolgde rassen.

Dit onderzoek wordt gefinancierd door de Lava-veilingen (GMO).

Supportive segmentation research Each year new bell pepper cultivars are grown at the research centres of Sint-Katelijne-Waver and Meerle and screened for production, cultivation, taste and quality characteristics. The Flanders Centre of Postharvest Technology (VCBT) is responsible for the instrumental fruit quality measurements (firmness, soluble solids content, colour).

19

20


Snelle en niet-destructieve bepaling van de versheid van veldsla Bladgroenten zoals veldsla (Valerianella locusta L.) zijn erg bederfbaar. Wanneer veldsla op de keurtafel van de veilingen aangeboden wordt, blijkt het product niet steeds vers geoogst te zijn. Soms wordt namelijk product aangeleverd dat al een korte bewaarduur achter de rug heeft, maar visueel niet te onderscheiden valt van vers product. De houdbaarheid van dit product wordt hierdoor gereduceerd en dit geeft aanleiding tot verliezen in de distributie en een lagere kwaliteit bij consumptie met ontevreden consumenten tot gevolg. Naast directe verliezen zijn echter de indirecte verliezen veel groter. Problemen met de houdbaarheid zetten de prijsvorming en de reputatie van het merk onder druk. Kopers voor de exportmarkt, waar houdbaarheid om evidente redenen belangrijk is, kopen dan elders. Samen met Inagro en het Proefstation voor de Groenteteelt heeft het Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten een methode ontwikkeld om met behulp van VIS/NIRreflectantiespectroscopie niet-destructief de bewaarperiode vast te stellen die veldsla reeds heeft ondergaan vóór het de veiling bereikt. VIS/NIR-reflectantiespectroscopie

Voorspelling van de bewaarperiode

VIS/NIR-reflectantiespectroscopie omvat het zichtbare (VIS) en een deel van het nabij-infrarode (NIR) golflengtegebied tussen 380 en 1690 nm (Figuur 1). Wanneer licht een veldslablad raakt kan de inkomende straling gereflecteerd, geabsorbeerd of uitgestraald worden (Figuur 2). De bijdrage van elk fenomeen is afhankelijk van de chemische samen stelling en de fysische eigenschappen van het materiaal. Naarmate veldsla langer bewaard wordt, zal de inhoud van het bladmateriaal en de fysische eigenschappen hiervan meer veranderen waardoor een ander resulterend spectrum in het VIS/NIR-gebied zal bekomen worden dan bij een vers aangebracht product.

Tijdens de afgelopen jaren werden VIS/NIR-reflectantiespect roscopiemetingen uitgevoerd gedurende 5 verschillende oogst momenten op veldsla met een verschillende vooraf gaande bewaarperiode. De meetperiodes waren september 2012, januari 2013, maart 2013, juni 2013 en november 2013. De spectra werden gemeten op de oogstdag, en in de loop van de 3 volgende weken werden de metingen herhaald op bewaarde veldslastalen. De combinatie van al de ver kregen reflectiespectra tijdens de verschillende meetdagen werden met behulp van multivariate data-analyse verwerkt, met als doel een voorspellingsmodel te ontwikkelen dat de bewaarperiode van veldsla op het tijdstip van de meting kan bepalen.

Figuur 1: Het VIS/NIR-reflectantiespectrum van veldsla met aanduiding van het zichtbare (VIS) en nabij-infrarode (NIR) gebied. De donkere regio’s zijn spectrale gebieden die belangrijk zijn voor de correcte voorspelling van een voorafgaande bewaarperiode.

Figuur 3: De reële tijd in bewaring ten opzichte van de voorspelde tijd in bewaring bepaald op basis van het VIS/NIR-spectrum. De data waarop het model gebaseerd is en de data waarmee het getest is zijn respectievelijk wit en groen gekleurd.


Figuur 2: Schematische voorstelling van de meetopstelling voor het meten van het VIS/ NIR-spectrum van veldsla. Licht valt op het blad en kan vervolgens geabsorbeerd, gereflecteerd of uitgestraald worden.

De geconstrueerde voorspellingsmodellen werden getest op data van maart 2013 om na te gaan of ze voldoende robuust waren. Het beste model gaf een gemiddelde fout in de voorspelling van slechts 2.6 dagen (Figuur 3). De regio’s in het spectrum belangrijk voor een correcte bepaling van de voorafgaande bewaarperiode omvatten nadrukkelijk delen van het visuele spectrum (Figuur 1). Een verklaring voor de verandering in het visuele spectrum tijdens de bewaarperiode zijn dan ook voornamelijk te zoeken in de verlaging in concentratie van fotosynthetische pigmenten zoals chlorofyl en carotenoïden. Daarnaast zijn ook andere spectrale regio’s

van belang die verder liggen in het NIR-gebied. De specifieke redenen voor het belang van deze regio’s voor correcte voorspellingen worden nog verder onderzocht. Verbeteringen en plannen voor de toekomst Het doel voor de toekomst is om de voorspellingsmodellen nog accurater en robuuster te maken om deze vervolgens te implementeren in een praktische meetopstelling. Deze meet opstelling zal dan gebruikt worden op de veilingen om de versheid van de aangeleverde veldsla na te gaan.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door het IWT (project 100885) en LAVA.

A fast and non-destructive determination of the freshness of lamb’s lettuce Lamb’s lettuce (Valerianella locusta L.) delivered at the vegetable auctions is not always fresh. The product can be stored for a certain period depending on the season. The stored samples cannot be distinguished visually from fresh material but their shelf life potential is reduced compared to that of the latter. Batches with limited shelf life potential lead to losses in distribution and lower consumption quality. The Flanders Centre of Postharvest Technology (VCBT), Inagro and Research Station for Vegetable Production are developing a method based on VIS/NIR reflectance spectroscopy to detect and quantify the time in storage of lamb’s lettuce before it is brought to the vegetable auctions. The best prediction model was able to determine the period of prior storage on a variety of new samples. The goal is to make these models more accurate and robust so they can be implemented in a practical application which can be used by the vegetable auctions.

21

22


De smaak van witloof Beïnvloeden de teeltcondities de smaak van groenten? Het antwoord is duidelijk “ja”. Iedereen weet dat de bodem, bemesting, weersomstandigheden en menselijke interventie (zoals snoeien) een effect hebben op de smaak. Veel van deze kennis is echter gebaseerd op anekdotes en niet op basis van uitgevoerde wetenschappelijke studies. Het VCBT coördineert momenteel een IWT-project “Diversificatie van het witloofaanbod” dat grotendeels focust op de smaak van witloof. Er wordt gekeken naar de verschillen in smaak tussen cultivars en wat het effect is van bepaalde teeltcondities op de smaak. Eveneens wordt getracht de sensorische waarnemingen te verklaren op moleculair niveau door de analyse van de chemische componenten die verantwoordelijk zijn voor de smaak.

Smaakonderzoek De smaakeigenschappen van bepaalde gewassen worden reeds lang bestudeerd. Het beste voorbeeld zijn misschien druiven. Gegeven dat wijn een product is van hoge economische waarde en het meeste opbrengt wanneer zijn smaakprofiel uitstekend is, wordt de smaak en het aroma van wijn al sinds de 19e eeuw wetenschappelijk bestudeerd. Heden ten dage, weten we niet enkel hoe de bodem en het klimaat de smaak en het aroma beïnvloeden, we kunnen ook kwantitatief elke individuele toets relateren aan een specifiek molecule. Fraude of vervalsingen zoals het blenden van een beschermde wijn met een wijn van lagere kwaliteit kunnen gedetecteerd worden. Gelijkaardige procedures worden momenteel gebruikt in de industrie, of zijn onder ontwikkeling, voor andere producten die gewaardeerd worden om hun sensorische eigenschappen zoals koffie, thee, chocolade, bier, … Vanuit dit standpunt is witloof een weinig bestudeerd gewas. De meeste cultivars worden enkel geteeld voor hun opbrengst of oogstseizoen en worden niet onder een specifieke vorm (bv. met een specifieke smaak) op de markt gebracht.

Toegepast op witloof In vergelijking met bijvoorbeeld wijn (waar het volledige sensorische spectrum beschreven wordt door honderden nuances, en waarschijnlijk nog meer moleculen) heeft witloof

Figuur 1: Het analyse-instrument voor de smaakcomponenten van witloof: een vloeistofchromatograaf gekoppeld aan een massaspectrometer.

een zeer simpel smaakprofiel: een zekere bitterheid, een zekere zoetheid en bijna geen geur. Vier verschillende klassen van moleculen worden gelinkt aan de smaak eigenschappen van witloof: suikers, hydroxykaneelzuren, sesquiterpeenlactonen en organische zuren. De suikers zijn verantwoordelijk voor de zoetheid, de hydroxykaneelzuren en sesquiterpeenlactonen voor de bitterheid. De organische zuren kunnen een frisse toets geven en de perceptie van de andere smaken wijzigen. De bittercomponenten zijn het belangrijkst, hoewel ze in lagere concentraties aanwezig zijn dan de andere twee klassen, nl. 0,01% vers gewicht tegenover 5%. Ze kunnen dus mogelijkerwijs gemaskeerd worden indien alle componenten tezamen geanalyseerd worden. In samenwerking met Inagro, de Nationale Proeftuin voor Witloof en het Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt Oost-Vlaanderen werden verschillende cultivars op verschillende wijzen geteeld. Vervolgens werd hun sensorisch en chemisch profiel gekarakteriseerd.

Analysemethode voor de smaakcomponenten De KU Leuven en het VCBT ontwikkelden een methode om het chemisch smaakprofiel van witloof te bepalen. Er werd hierbij van nul begonnen met de aankoop van het analyseinstrument: een vloeistofchromatograaf gekoppeld aan een massaspectrometer (Figuur 1). Eenzelfde toestel wordt gebruikt in de milieu- en farmaceutische analyse voor de detectie van spoorcontaminanten. Met deze techniek kan

Figuur 2: De gedetecteerde sesquiterpeenlactonen in de cultivars Metafora en Takine.


praktisch elke klasse van moleculen gedetecteerd worden. De vloeistofchromatograaf zorgt voor de scheiding van complexe mengsels, in ons geval ruwe witloofextracten, in hun individuele componenten. Deze worden vervolgens geïdentificeerd en gekwantificeerd door de massa spectro meter. Deze techniek laat bijgevolg toe om zowel de veel vuldig aanwezige als de spoorcomponenten te meten. Zo een krachtig toestel is echter zeer complex en er bestaat geen out-of-the-box recept voor de analyse van witloof. Er werd dus begonnen met de ontwikkeling en optimalisatie van een meetmethode voor de smaakcomponenten van witloof. Gezien de complexiteit van het toestel zijn er veel instelbare procesparameters die allemaal geoptimaliseerd moeten worden. Het zou veel tijd kosten om alle mogelijke combinaties van de vele procesparameters te testen. Om dit probleem op te lossen werd gebruik gemaakt van de statistische techniek “experimentontwerp” (DoE – Design of Experiments). Met behulp van deze techniek kan door het meten van enkele welbepaalde combinaties het effect van vele procesparameters op de analyse nagegaan worden en worden in een redelijke tijdspanne de optimale proces parameters bekomen. Om een idee te geven van de complexiteit van deze taak: vijf extractiesolventen voor de witloofstalen, drie verschillende kolommen en drie ver schillende solventen voor de chromatografische scheiding en vier verschillende procesparameters voor de massaspectro meter werden getest. Na het systematisch analyseren van een standaardstaal met de meer dan honderd verschillende combinaties van procesparameters werd de optimale methode bekomen.

Een voorbeeld Deze geoptimaliseerde methode werd gebruikt om het effect van de elektrische conductiviteit (EC) en relatieve vochtigheid (RV) tijdens de forcerie op de smaak van twee verschillende cultivars (Takine en Metafora) te onderzoeken. Er werden 25 verschillende moleculen gedetecteerd. Het witloof werd eveneens geanalyseerd door middel van sensorische analyse. Het panel moest het witloof scoren op zoetheid, bitterheid, nasmaak, sappigheid en knapperigheid. De conclusies waren de volgende. De onderzochte teeltcondities hebben minder invloed op de smaak dan de cultivar zelf. Metafora was door het panel beoordeeld als bitterder dan Takine. Dit bleek ook uit de chemische analyse: Metafora was rijker aan sesquiterpeenlactonen (Figuur 2).

Toekomst Het verdere doel is om een statistische techniek, gekend als multivariate analyse, te gebruiken om de smaakeigenschappen van het witloof te voorspellen op basis van de aanwezige smaakcomponenten. De ontwikkelde techniek kan dan gebruikt worden als routineanalyse voor het ondersteunen van zaadhuizen in de selectie van de beste hybriden. Het kan ook gebruikt worden om telers te helpen in het toepassen van de beste forceercondities om een product te telen dat het best voldoet aan de smaakvoorkeuren van de consument.

Figuur 3: Typisch chromatogram van witloof met in horizontale as de tijd en in vertikale as de hoeveelheden molecule. Iedere piek geeft een molecule weer. De gekleurde (uitvergrote) pieken zijn de sesquiterpeenlactonen.

Dit onderzoek wordt gefinancierd door IWT (project landbouwkundig onderzoek 090930), Lava en Boerenbond.

The taste of chicory Do the growing conditions influence the taste of fruits and vegetables? The answer is obviously yes. Everyone knows that soil, fertilization, weather and human intervention such as pruning have an effect on the taste. Much of the knowledge however is anecdotal, with little to no scientific studies performed. The Flanders Centre of Postharvest Technology (VCBT) currently coordinates an IWT-project “Diversification of the chicory supply” that focuses on the taste of chicory. Taste differences between cultivars and the effect of growing conditions on the taste are being investigated, both from a sensorial and chemical point of view.

23

24


Automatische beeldanalyse van de microstructuur van hardfruit De meeste plantaardige weefsels vertonen een specifieke microstructuur. Dit is de driedimensionale (3D) configuratie van cellen en intercellulaire ruimten die een karakteristiek patroon vormen in het weefsel. Hierdoor wordt een porienetwerk gecreëerd, dat belangrijk is voor het transport van metabolische gassen zoals O2 en CO2 doorheen de vrucht. Daarnaast is de microstructuur ook bepalend voor de grootte en hardheid van de vrucht, die belangrijke kwaliteitsparameters zijn. Hoewel de microstructuur de kwaliteit van de vrucht sterk bepaalt, zijn rechtstreekse metingen van de microstructuur complex, en tot recent, beperkt tot licht- of elektronenmicroscopie. Deze methoden vragen echter een ingrijpende staalvoorbereiding, die mogelijks de microstructuur wijzigt. Bovendien zijn dergelijke technieken doorgaans beperkt tot het verkrijgen van een gering aantal 2D-beelden, die de 3D-complexiteit van de microstructuur onvoldoende vatten. Hoge-resolutie X-stralen micro-CT (Computer Tomografie) maakt 3D-beelden op een snelle en minimaal invasieve manier, tot op het niveau van individuele cellen en poriën. We vergeleken hiermee de microstructuur van drie appelcutlivars en één peercultivar.

Figuur 1 : 0riginele X-stralen micro-CT dwarsdoorsnede doorheen Braeburn weefsel (a) en beeldverwerkingsprotocol in Avizo software (b) met om automatisch individuele poriën (c) en cellen (d) te karakteriseren. Schaal meet 250 µm.

Cellen virtueel uit het beelden zeven

Celgrootte verschilt, celvorm niet

Hoge resolutie X-stralen CT-beelden tonen dwarsdoorsneden doorheen het weefsel, met een duidelijk contrast tussen de cellen en porieruimte, in hun natuurlijke configuratie (Figuur 1a). Dergelijke beelden geven een globale indruk van de microstructuur van het weefsel, en poriën kunnen rechtstreeks gekarakteriseerd worden. De resolutie en beeldvormings methode laat echter niet toe om de celwanden, en dus de verschillende cellen, rechtstreeks te identificeren. Dankzij geavanceerde beeldverwerkingstechnieken en gepaste soft ware (Figuur 1b) kunnen aangrenzende cellen wel virtueel van elkaar onderscheiden worden. We ontwikkelden een methode waarbij eerst de cellen van elkaar gescheiden worden, en waarbij vervolgens foutieve, of niet gescheiden klompjes cellen uit de resultaten gefilterd worden op basis van een lengte- en rondheidscriterium (sfericiteit > 0.8 en lengte cel < 400 µm). Het resultaat is een groot aantal cellen en poriën per weefselstukje, die kunnen gevisualiseerd en gemeten worden (Figuur 1c, 1d; Figuur 2).

Jonagold cellen zijn gemiddeld gezien het grootst (210 ± 4 µm equivalente sferische diameter) tegenover Conference cellen die significant kleiner zijn (159 ± 17 µm). De celgrootte van Braeburn (197 ± 7 µm) en Kanzi (172 ± 13 µm) ligt hier

Figuur 2: Bulk microstructuurmodel van Braeburn weefselstukje (a) en 3D-model van hetzelfde staal (b) na de automatische beeldverwerking om cellen (geel) en poriën (blauw) te isoleren. Afmetingen van het onderzochte vruchtvlees bedragen 2 x 2 x3 mm3.


Figuur 3 : ndividuele porienetwerken van Braeburn (a), Kanzi (b), Jonagold (c) appel en Conference (d) peer waarbij de kleurschaal de lokale diameter van de poriën weergeeft. Afmetingen van de poriën zijn weergegeven in µm.

tussen. Op basis van de gemeten celvolumes, kunnen we het aantal cellen in de vrucht berekenen. 1 mm3 peer bestaat gemiddeld gezien uit 411 (± 107) cellen. Appelcortex heeft minder cellen: 1 mm3 Kanzi bestaat uit 293 (± 82) cellen, tegenover 181 ± 20 cellen in Braeburn en 142 (± 8) cellen in Jonagold. De vorm van de geïsoleerde cellen is grotendeels gelijkaardig voor alle bestudeerde cultivars. Poriën verschillen zowel in grootte als vorm In elke dataset konden 500 tot 3000 individuele poriën onder scheiden worden. De poriën vertonen een bredere spreiding qua grootte en vorm in vergelijking tot de cellen. Er worden poriën teruggevonden met een equivalente diameter van 50 tot 500 µm. De poriën van Jonagold zijn gemiddeld de grootste, gevolgd door Braeburn. Kanzi en Conference hebben een groot aantal, kleine poriën. Er kan opnieuw een inschatting gemaakt worden van het aantal poriën per volume-eenheid: 1 mm3 Conference bevat gemiddeld 540 ± 190 poriën, tegenover 28 ± 3 bij Jonagold, 77 ± 24 bij Braeburn en 220 ± 120 bij Kanzi. Porienetwerken tonen de architectuur en connectiviteit van de bestudeerde cultivars (Figuur 3) met ook hier een variatie in porie-diameter en het aantal vertakkingen. Hierbij kan opgemerkt worden dat Conference, naast een groot aantal kleine poriën ook grotere porienetwerken vertoont (Figuur 3d), met een groot aantal fijne vertakkingen, die gelijkmatig gespreid zijn doorheen de 3 dimensies.

De microstructuur relateren aan functionele eigenschappen: dan toch appels met peren vergelijken Er werd een volledige karakterisatie van de microstructuur uitgevoerd en berekende parameters voor de appel en perencultivars uitgezet in een multivariate biplot (Figuur 4). Hierop zijn ook gegevens voor de hardheid en de diffusiecoëfficiënt van zuurstof in het weefsel weergegeven, zodoende kan een mogelijke relatie met de microstructuur bestudeerd worden. Zo blijkt dat in deze studie een hogere porositeit geassocieerd is met een lager aantal cellen en poriën, die wel groter zijn. De diffusie van zuurstof is sterk gerelateerd aan de berekende globale tortuositeit van het porienetwerk, maar merkwaardig genoeg niet aan de berekende connectiviteit van de poriën. De hardheid van het weefsel is negatief gecorreleerd aan de totale porositeit.

Figuur 4: PCA biplot van de stalen van de 4 cultivars (■Braeburn, ▼Kanzi, ▲Jonagold, Conference), waarbij de locatie en groepering van de onderzochte weefselstalen de relatie tot de microstructurele parameters(✚) weergeven. Daarnaast zijn ook hardheid en de O2-diffusiecoëfficiënt () weergegeven.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door de Europese Unie (project FP7-226783 - InsideFood), IWT (doctoraatsbeurs 093469, SBO-project ‘TomFood’) en de Hercules-stichting.

Automatic analysis of the 3-D microstructure of pome fruit tissue based on X-ray micro-CT Most fruit tissues are microstructured. The structural arrangement of cells and intercellular spaces create specific pathways for transport of gaseous metabolites. Besides, microstructure determines fruit size and texture, influencing consumer appreciation and marketability. Until recently, the characterization of tissue microstructure was essentially based on light or electron microscopy. These methods often require invasive sample preparation and are restricted to 2D imaging of a limited number of cross-sections. We used high-resolution X-ray micro-CT images of apple (Jonagold, Braeburn, Kanzi) and pear (Conference) tissue to develop a rapid and minimally invasive method for characterizing fruit microstructure at the level of single cells and pores in 3D. With this novel method for counting and characterizing single cells and pores in in vivo fruit samples, we found considerable differences in the microstructure of the 3 different apple cultivars and the pear cultivar. Such information is valuable for explaining and possibly even predicting gas-exchange related disorders, as well as clarifying textural properties of the fruits.

25

26


Bruinverkleuring in appel: een ‘omics’ aanpak Braeburn (Malus x domestica Borkh.) is een appel die tijdens CA-bewaring gevoelig is aan bruinverkleuring van het vruchtweefsel. Zowel teelt als naoogst gerelateerde factoren spelen een rol bij het bepalen van deze gevoeligheid van de vrucht. De doelstelling van dit project is tweeledig: enerzijds wil men de factoren bestuderen die de kans op bruinverkleuring beïnvloeden en anderzijds de biomerkers identificeren die indicatief kunnen zijn voor de gevoeligheid voor bruinverkleuring van een partij appelen. Dit project is een samenwerking van het VCBT met KU Leuven (MeBioS en SYBIOMA) en pcfruit.

Biomerkers voor bruinverkleuring in appel Veranderingen in de fysiologie van een vrucht worden voorafgegaan door allerlei biochemische en moleculaire veranderingen. Dit kan zichtbaar worden als veranderingen in de hoeveelheid stofwisselingsproducten (metabolieten), maar ook in die van eiwitten (enzymen) of in de mate waarin bepaalde genen tot expressie komen. Dergelijke componen ten kunnen worden gebruikt als een biologische waar schuwingssignaal voor de feitelijke verandering op vrucht niveau en worden biomerkers genoemd. In het kader van dit project zijn er gedurende drie jaar een aantal experimenten uitgevoerd om onder invloed van uiteenlopende voor- en

naoogstfactoren bruinverkleuring te induceren. Aan de hand van de staalname bij oogst en doorheen lange bewaring bij verschillende concentraties aan zuurstof en koolstofdioxide (al dan niet met toepassing van 1-MCP, de werkzame stof van SmartfreshTM) wordt er gezocht naar systematische ver anderingen in de metabolieten, eiwitten en/of genen. Op deze manier kunnen die componenten worden geïdentificeerd die kunnen dienen als biomerker voor bruinverkleuring in appel. In eerste instantie wordt voor de experimenten gewerkt met appels die bewaard zijn in bruininducerende omstandig heden nl. 4°C, 2.5% O2 en 3.7% CO2 Metabolietveranderingen Omdat de verschillende teeltcondities geen duidelijk verschil gaven in het metabolietprofiel bij oogst, kunnen op grond hiervan bij oogst nog geen conclusies worden getrokken ten aanzien van de gevoeligheid van een partij voor bruin verkleuring. Bruinverkleuring van het vruchtweefsel werd voor het eerst zichtbaar na 4 weken CA-bewaring. De bewaar experimenten tonen aan dat het metabolietprofiel evolueert in de loop van de bewaartijd. Een aantal metabo lieten zoals bijvoorbeeld voor asparagine, phenylala nine, en serine, vertoonden een karakteristiek patroon wat betreft de verdeling doorheen de vrucht (binnen- versus buitenzijde) ( Figuur 1). Mogelijk kan niet alleen de hoeveelheid van een bepaalde metaboliet maar ook de ruimtelijke verdeling ervan dienen als biomerker. Figuur 1: Multivariate analyse van de metaboliet veranderingen in Braeburnstalen verzameld bij oogst, en na 2 weken, 4 weken, 4 maanden en 8 maanden bewaring onder bruin indicerende condities (2.5 kPa O2 /3.7 kPa CO2 en 4 °C). Er wordt onderscheid gemaakt naar zowel weefsellocatie (in/uit), bruinverkleuring (BI), en bewaartijd (Time).


Eiwitveranderingen In tegenstelling tot het metabolietprofiel bleek het eiwitprofiel bij oogst te veranderen in functie van de dosering van triazoolhoudende verbindingen in de teeltfase. De dosering van calcium en kalium had echter geen effect. Evenals het metabolietenprofiel, verandert ook het eiwitprofiel van appel tijdens bewaring. Hierbij zijn een aantal groepen te onderscheiden die verschillen in hun tijdsverloop (Figuur 2). Veel van de eiwitten die toenemen tijdens langdurige bewaring (met name van dag 28 naar 120) maken deel uit van belangrijke biochemische reacties, zoals ethyleen bio synthese, reacties op abiotische stress en het centrale metabolisme in de appelcellen. Genexpressieveranderingen Uit de analyse van de genexpressie konden 243 genen geïdentificeerd worden die duidelijke verschillen vertonen tussen gezond en bruinverkleurd weefsel. De genen met een verhoogde expressie in bruinverkleurd weefsel waren veelal

gecorreleerd met reacties van de cel op oxidatieve stress. Na vier maanden bewaring worden er in de gezonde appelen genen tot expressie gebracht die aan het vetzuurmetabolisme gerelateerd blijken te zijn. De meest interessante genen werden geselecteerd voor validatie met behulp van qPCR analyses en zullen nu worden getest op stalen van andere combinaties van voor- en naoogstfactoren. De weg naar de praktijk Deze voorlopige resultaten zijn in overeenstemming met de resultaten van eerder onderzoek naar bruinverkleuring in Conference peren. De ultieme identificatie van de biomerker componenten moet volgen uit de volledige analyse van de vergelijkende experimenten. Deze maken het mogelijk onder scheid te maken tussen algemene veranderingen gerelateerd aan de normale vruchtrijping en die specifiek voor het al dan niet optreden van de bruinverkleuring. Aan de hand van een aantal commerciële partijen zullen de geselecteerde bio merkers worden gevalideerd op hun praktijkrelevantie.

Figuur 2. Negen karakteristieke groepen van eiwitten elk met hun eigen typisch tijdsverloop tijden de bewaring. Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door IWT (project 080527), het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties en Veiling Haspengouw.

Browning in apple: an ‘omics’ approach Braeburn (Malus x domestica Borkh.) is an apple cultivar which is susceptible to the incidence of internal browning during storage. The incidence of this disorder is determined by a combination of pre- and postharvest factors. The objective of this project is twofold: (i) to study the effects of the different factors on the incidence of browning, and (ii) to identify biomarkers that could help to determine the susceptibility of a batch of apple fruit for the incidence of internal browning.This project is a collaboration between VCBT, KU Leuven (MeBioS and SYBIOMA) and pcfruit.

27

28


Opvolging en voorspelling van vruchtkwaliteit in de handelsketen Nadat fruit en groenten de veiling verlaten, wacht hen nog een hele reis tot ze bij de consument belanden. Voor de handel, maar ook voor de producent, is het van het grootste belang dat de kwaliteit die de veiling verlaat zo goed mogelijk behouden blijft in het traject daarna tot bij de consument. Dit traject wil nogal eens verschillen afhankelijk van het type product, de gekozen distributieketen en de goede gebruiken bij de consument. Steeds meer is er dan ook belangstelling naar de voorspelling van vruchtkwaliteit in de keten. Distributieketens willen vaak vooraf al weten wat de gevolgen zijn van bepaalde maatregelen die ze plannen te nemen om hun gekoelde keten aan te passen, zodat kosten en baten tegen elkaar afgewogen kunnen worden. Dan wordt het Vlaams Centrum voor Bewaring ingeschakeld om met kwaliteitsverloopmodellen te berekenen wat de invloed is van bepaalde maatregelen. Dit ondersteunt dan de beleidsbeslissingen.

Kwaliteit voorspellen

Vergelijking van twee distributieketenscenario’s

Voor de simulaties wordt gebruik gemaakt van een Matlab programma dat de kwaliteitsachteruitgang van groenten en fruit simuleert in functie van de temperatuur. De geschatte parameters die werden gebruikt als invoer voor het pro gramma werden gehaald uit bronnen zoals de literatuur en eigen onderzoek. De grafieken geven telkens voor ieder product de geschatte houdbaarheid bij de consument (af te lezen in de y-as), in functie van de tijd dat het product de keten heeft doorlopen. Om na te gaan wat de houdbaarheid is van het product wanneer het effectief verkocht wordt moet je kijken naar het eindpunt van de blauwe, rode en groene lijnen. Het is belangrijk om hierbij op te merken dat het hier om simulaties gaat op basis van parameters die kunnen variëren in functie van cultivar, tijdstip in het jaar, teeltwijze,… De cijfers moeten daarom ook niet zozeer absoluut maar veel meer relatief beschouwd te worden en kunnen vooral een goede richtlijn zijn voor verbeteringen in temperatuurs management.

Als voorbeeld wordt hier een hypothetische vergelijking uit ge werkt. Stel, de distributieketen wil nagaan of extra in vesteringen in een gekoelde keten voor bepaalde producten zou lonen. De gemiddelde ketentemperatuur blijkt er nu rond 9°C te liggen, de omlooptijd is bijna 5 dagen, en men wil nagaan wat het effect is van een verdere verlaging van de temperatuur naar 7, 4 of zelfs 1°C, op verschillende producten bv. voor prei/selder, witloof, diverse slasoorten en ready to eat avocado’s. We gaan ervan uit dat de consument het product in zijn koelkast op 7°C steekt, want ook dit laat ste bepaalt uiteraard hoe lang de houdbaarheid uiteindelijk bij de consument zal zijn.

Figuur 1: Houdbaarheid van prei en selder bij de consument na een bepaald scenario in de distributie.

Koudere keten voor prei, witloof en sla verlengt de houdbaarheid bij de consument drastisch Wanneer prei of selder kouder worden behandeld in de keten verlengt hun houdbaarheid drastisch (zie Figuur 1). Voor prei is dit voor een continue keten van 1°C een verleng ing van 5.5 dagen t.o.v. een gemiddelde ketentemperatuur

Figuur 2: Houdbaarheid van witloof bij de consument na een bepaald scenario in de distributie.


van 9°C. Ook een keten van 4°C geeft al een goede houd baarheidsverbetering van 4.2 dagen. Continu 7°C geeft een verlenging van 2.3 dagen. Voor sla zien we analoge resultaten als voor prei. In een keten van ongeveer 5 dagen aan 9°C haalde witloof het eind van de houdbaarheid niet volgens de strenge eisen van ons programma (zie Figuur 2). Indien de keten continu op 1°C gehouden wordt kan de houdbaarheid met 5 dagen verlengd worden. Nu bereikt het product de consument met een veel betere houdbaarheid. Ook een keten van 4°C vol staat. Kouder is niet altijd de beste optie Sommige producten krijgen schade bij te lage temperatuur. Voorbeelden hiervan zijn tomaat, aubergine, paprika, banaan, avocado,… Kiezen voor een te koude keten is hier daarom geen goede optie. In figuur 3 werden diverse scenario’s doorgerekend voor ready to eat (RTE) avocado.

Figuur 3: Houdbaarheid van ready to eat avocado’s bij de consument na een bepaald scenario in de distributie.

Een koudere keten van continu 1°C of 4°C is hier minder goed voor de houdbaarheid dan een gemiddelde keten temperatuur van 9°C. Er is hier immers sprake van LTB (lagetemperatuurbederf). Een keten van 7°C echter is alweer beter voor de houdbaarheid: de rijping wordt vertraagd en er treedt geen LTB op. Voor onrijpe avocado’s moet men nog iets hogere temperaturen respecteren. Ook de consument heeft een verantwoordelijkheid In bovenstaande berekeningen gingen we uit van een consu ment die het product netjes in de koelkast stopt na zijn aankoop. Als in de simulaties gerekend wordt met een consu ment die het product niet meteen koel wegzet, dan daalt de houdbaarheid sterk, tot minder dan de helft. Een ijsbergsla bv. die net toekomt in het distributiecentrum heeft een houd baarheid van 7 dagen op voorwaarde dat hij in de koelkast wordt bewaard, op kamertemperatuur houdt hij het amper twee dagen uit. Besluit Uit bovenstaande simulaties kan besloten worden dat voor bepaalde vruchten koeling belangrijker is dan voor andere. De grootste winst kan gehaald worden met koeling van bladgroenten zoals prei, witloof, selder, sla, kleinfruit.. : de houdbaarheid ervan gaat echt drastisch omhoog. Zelfs met een matig gekoelde keten (7°C) wordt reeds een goed resul taat behaald. Tenslotte zijn er de producten die lage temperatuurbederf lijden. Afhankelijk van het product speelt dit probleem vanaf een andere temperatuur. De houdbaarheid van een gevoelig product zal verkorten bij een te lage tempe ratuur. Voorbeelden zijn: avocado, banaan, boontjes, paprika, tomaat, komkommer, mango, ananas en basilicum. Niet enkel de temperatuur in de distributie speelt een rol uiteraard, ook de consument heeft hier een belangrijke taak.

Monitoring and prediction of product quality in the distribution chain When fruits and vegetables leave the auction, there’s still a long way to the consumer. For the distribution and the grower it is important that the produce remains in its optimal quality on its way to the consumer. That is why distribution chains more and more want to know what are the consequences of temperature changes that they apply in their chains. Therefore simulations are made using quality models programmed in Matlab. The simulation results can support the decisions about choices concerning refrigerated chain management.

29

30


Optimalisatie van verp akkingen voor tuinbouwproducten In eerste instantie dient een verpakking om een product te beschermen tegen uitdroging, transportschade,... Het ontwerp van een goede verpakking zal daarom zich vooral hierop richten. Daarnaast zijn goede verpakkingen van tuinbouwproducten ook essentieel voor een snelle inkoeling van de producten en goede ventilatie tijdens langdurige opslag, aangezien de kwaliteit en de levensduur van de producten sterk door hun temperatuur beïnvloed wordt. Daarnaast is het ook belangrijk dat alle producten even snel gekoeld worden om een uniforme kwaliteit te garanderen. Ook kunnen verpakkingen geoptimaliseerd worden om het energieverbruik van de koelinstallatie te verminderen. Het voorbije jaar hebben we het koelgedrag van verschillende verpakkingen geëvalueerd en vergeleken in deze context. Hiervoor hebben we numerieke simulaties met computational fluid dynamics (CFD) gebruikt. Numerieke simulaties In plaats van experimenten werd gebruik gemaakt van numerieke simulaties waarbij zowel de luchtstroming alsook het warmtetransport in de tuinbouwproducten berekend wordt. Deze simulaties hebben als voordeel dat het koel gedrag van elk product individueel kan gemonitord worden, waardoor de heterogeniteit binnen eenzelfde verpakking duidelijk zichtbaar wordt. Verschillende types verpakkingen kunnen ook snel vergeleken worden, waarbij de invloed van kleine verschillen duidelijk kan geïdentificeerd worden omdat de invloed van (experimentele) onzekerheid en biologische variabiliteit niet aanwezig is. Figuur 1 toont een typisch numeriek model voor verpakkingen gevuld met sferische tuinbouwproducten (bv. appels). De zijdelingse openingen hebben tot doel de omstroming rond de producten te verbeteren via een betere ventilatie. Vaak wordt het aantal ventilatieopeningen echter beperkt omwille van de resul terende lagere mechanische sterkte, zoals bij kartonnen verpakkingen. Koelsnelheid en uniformiteit Met behulp van deze numerieke simulaties werd het koelgedrag bij de inkoeling van tuinbouwproducten ge analyseerd. In Figuur 2 is de zeven-achtste koeltijd (t7/8) voor gesteld als functie van de horizontale luchtstroomdichtheid

door verschillende verpakkingen (type ST, SV en EP) en de overeenkomstige drukval over de verpakkingen. Deze zevenachtste koeltijd is de tijd nodig om het temperatuurverschil tussen het product en de aanstromende koude lucht te reduceren met 7/8. Deze parameter wordt vaak gebruikt in commerciële koeling van tuinbouwproducten aangezien dan het product dicht genoeg bij de temperatuur is om in lang durige opslag te gaan. De resultaten geven duidelijk aan dat de luchtstroomsnelheid (dus drukval) een grote invloed heeft op het koelgedrag. Daarenboven zijn er duidelijke verschillen te vinden tussen de verschillende types verpakkingen en tussen de verschil lende rijen verpakkingen voor een bepaalde ver pakking. Hier bij koelen de meest stroomopwaarts gepositioneerde verpakkingen het snelst. In principe streven we echter naar een uniformiteit van koeling tussen verschillende dozen, om een uniforme kwaliteit van de producten te garanderen, maar ook tussen de individuele producten in elke doos. In Figuur 3 is de warmteovergangscoëfficiënt aan het oppervlak van de producten gegeven voor verschillende types dozen. Deze coëfficiënt is een maat voor de snelheid waarmee de warmte van de producten onttrokken wordt door de lucht. Er is duidelijk te zien dat de producten in de stroomopwaartse dozen sneller koelen, maar ook heterogener: sommige producten koelen

Figuur 1: Numeriek model van een laag verpakkingen (10 stuks), gevuld met sferische producten, voor horizontale luchtstroming.


veel sneller dan andere. Hierbij speelt de locatie van de ventilatieopeningen duidelijk een belangrijke rol. De hogere snelheden nabij deze openingen resulteren in een betere warmte-overdracht voor de omliggende producten, zoals in Figuur 3 te zien is. Energieverbruik Naast het koelen van de tuinbouwproducten, bepaalt de verpakking mede het energieverbruik van de koelinstallatie

tijdens het inkoelen. Bij de inkoeling worden doorgaans zeer hoge snelheden gebruikt om de producten zo snel mogelijk in te koelen. Hiervoor zijn zeer sterke ventilatoren vereist om de nodige koele lucht door de verpakkingen te trekken. Als de verpakkingen meer ventilatieopeningen bevatten, zal dit niet alleen de koeling verbeteren, maar het kan ook het energieverbruik van de ventilatoren en het nodige vermogen sterk verminderen. Verdere informatie over dit project kan gevonden worden in Defraeye et al. (2013, 2014): zie referenties achteraan in dit jaarverslag.

Figuur 2: Zeven-achtste koeltijd als functie van de drukval en de luchtstroomdichtheid voor drie types verpakkingen (ST, SV en EP), waarbij de verschillende rijen in de verpakking ook zijn aangeduid. Rij 1 is de meest stroomopwaartse.

Figuur 3: Warmte-overgangscoëfficiënt aan het oppervlak van de producten (geschaald met de gemiddelde waarde over alle producten) voor twee verschillende types van dozen.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door FWO. Dit werk is uitgevoerd in samenwerking met de South African Research Chairs Initiative aan de University of Stellenbosch (Prof. Linus Opara) en Citrus Research International (Dr. Paul Cronjé).

Optimisation of packaging for horticultural produce Packaging of horticultural produce is essential, amongst others, for rapid precooling of the products and for a good ventilation during long-term storage, since the quality and shelf life of the products is strongly determined by their temperature. Apart from that, it is also important that all products are cooled at the same speed in order to achieve a uniform quality. In addition, packaging can be optimised to reduce the energy consumption of the cooling equipment. The past year, we evaluated and compared the cooling behaviour of different types of packaging within this context. To this end, we used numerical simulations with computational fluid dynamics.

31

32


Bestendigen & uitbreiden van kwaliteitssystemen Het VCBT heeft al tien jaar een accreditatie als beproevingslaboratorium volgens ISO 17025. Met deze norm beschikt het VCBT-laboratorium over een succesvol managementsysteem en technische vaardigheid. Concreet betekent dit dat het VCBT geaccrediteerd is voor het uitvoeren van routinematige kwaliteitsanalyses (bepalen van hardheid, suikergehalte, …) bij appelen, peren, tomaten en witloof. Met deze accreditatie levert het VCBT technisch betrouwbare analyseresultaten. In 2013 voerde BELAC een toezichtsaudit uit in het kader van de huidige accreditatiecyclus. De GEP-erkenning (Good Experimental Practices) liep dit jaar verder, een hernieuwingsaudit vindt plaats in 2014.

Scope Het toepassingsgebied van de accreditatie wordt vermeld in Tabel 1.

Bestendigen van de accreditatie In 2013 werd een nieuwe Texture Analyzer aangekocht ter vervanging van een ouder toestel. Het VCBT bezit twee Texture Analyzers. Deze toestellen worden routinematig ingezet om de hardheid van verschillende groenten en fruit te bepalen (Figuur 1). De validatie van de hardheidsbepaling werd daarom herbekeken. De validatieparameters kwamen niet in het gedrang, de methode kon dus met dezelfde accuraatheid verder gezet worden. De statistische proces controle werd uiteraard ook voor dit nieuw toestel geïmplementeerd (Figuur 2).

De aangevraagde toepassingswijzen zijn de volgende: • Bespuiten • Nebulisatie • Thermonebulisatie • Schijfvernevelaar • Dompelen (naoogstbehandeling of behandeling van plantmateriaal) • Douchen (naoogstbehandeling of behandeling van plantmateriaal) • Rookgeneratorenbehandeling • Aerosol • Andere: ultrasone behandeling en fumigatie (vb 1-MCP)

GEP-erkenning VCBT vroeg in 2013 een uitbreiding van de GEP-erkenning aan. Tot nog toe omvatte de erkenning enkel het gebruik van SmartfreshTM, 1-methylcyclopropeen als ethyleenblokker. De uitbreiding omvat nu ook het gebruik van groeiregulatoren, fungiciden en insecticiden in het algemeen toegepast op opgeslagen plantaardige producten. Ook het gebruik van fungiciden en ontsmettingsmiddelen in lege opslaglokalen van plantaardige producten werd aangevraagd.

Figuur 1: Texture Analyzer (Stable Micro Systems).


Figuur 2: Statistische procescontrole bij het meten van controlestalen op de Texture Analyzer.

Tabel 1 : Toepassingsgebied van de accreditatie Testcode

Monsters

Gemeten eigenschap meetbereik

Beschrijving van de beproevingsmethode - Uitrusting

MET001

- Appelen - Peren - Tomaten - Paprika - Fruit- en groentesappen

Opgelostestofgehalte

Afgeleide van ISO2173 (2003)

MET002

- Appelen - Peren - Paprika - Tomaat

Hardheid

Afgeleide van ASAE S368-4 DEC00 (2001)

MET003

- Appelen - Peren - Tomaat - Fruit- en groentesappen

Titreerbare zuren

Afgeleide van ISO 750 (1998)

MET004

- Appelen - Peren - Tomaten - Paprika - Snijvlak van witloof

Kleur

Obtaining spectrometric data for object-color evaluation (ASTM E1164-09a) + ASTM E 1331-04

MET005

Fruit - groenten

Afmeting - 150 mm

Eigen methode

MET006

Fruit - groenten

Gewicht - 12 kg

Eigen methode

MET007

- Appelen - Peren

Zetmeelontkleuring

CTIFL ‘Le test amidon’ met EUROFRU kleurenkaart (Chapon, J.F. & Westercamp, P. 1996. Entreposage frigorique des pommes et des poires: tome 2: conduite de la conservation, CTIFL, Paris, p 54-56)

MET0013

Tomaten

Bepaling van prikschadegevoeligheid bij tomaten

Measurement of puncture injury susceptibility of tomatoes. PhD-thesis Michèle Desmet, Faculteit Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen, KU Leuven (2003).

De ISO-accreditatie valt binnen de basisfinanciering door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO), het Verbond van de Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT) en Veiling Haspengouw.

Extending and optimizing quality systems In 2003 the VCBT obtained an accredited quality control system according to the ISO/IEC 17025 standard. The accredited scope covers the measurements of quality attributes of fruits and vegetables. In 2013 the ISO 17025 accreditation and also the GEP (Good Experimental Practices) license were retained. VCBT bought a new Texture Analyzer. Together with another Texture Analyzer it is used to perform firmness measurements. In 2013 an extension for the GEP license was submitted. It covers more growth regulators, fungicides, etc.

33

34


Waterverlies en vervorming van appelweefsel Tijdens bewaring en uitstalling verliest fruit in min of meerdere mate water. Naast direct gewichtsverlies kan dit leiden tot kwaliteitsverlies door rimpelen en een veranderde hardheid. Een beter inzicht in de processen die waterverlies en mechanische vervormingen veroorzaken kan helpen bij de reductie van dergelijke verliezen. Experimenten met behulp van neutronentomografie om de vervorming en waterverdeling in het weefsel te visualiseren werden uitgevoerd. Er werd een wiskundig model voor gekoppeld watertransport en mechanica van vruchtweefsel ontwikkeld om waterverlies en vervorming te voorspellen en begrijpen.

Waterverlies en vervorming van appel visualiseren met neutronentomografie Een interessante niet-destructieve techniek voor het visuali seren van de waterverdeling in biologische materialen zoals appelweefsel is neutronenradiografie (2D) en –tomografie (3D). Neutronen zijn gevoelig voor waterstof in het materiaal, en dus kan de absorptie van neutronen gecorreleerd worden met het watergehalte. Neutronen worden geproduceerd in grootschalige onderzoeksfaciliteiten rond een nucleaire reactor. Droogexperimenten op stukjes appelweefsel werden uitgevoerd aan het Paul Scherrer Instituut (PSI, Switzerland). Figuur 1 toont een schematisch overzicht van de neutronen beamline waar de experimenten werden uitgevoerd. De experimenten werden uitgevoerd met appels van het ras Braeburn die geplukt werden op de optimale plukdatum. Cilindrische stalen (11.5 mm diameter, hoogte 20 mm) van het vruchtvlees werden genomen. Verschillende opstellingen werden onderzocht: stukjes werden gemonteerd op een

naald en stukjes werden vastgelijmd op de staalplaat. Droog experimenten werden uitgevoerd bij kamertemperatuur en duurden tussen 6 en 14 uur. De drie-dimensionele vervorming van de stalen en de waterverdeling in het staal als functie van de droogtijd werd elk uur gemeten met neutronen tomografie. Waterverlies en vervorming voorspellen met een wiskundig model Waterverlies van vruchten is een gekoppeld probleem van waterbeweging en mechanische vervorming van het product. Om dit proces beter te begrijpen en verschillen tussen soorten, rassen en vruchten uit te leggen, is een wiskundig model nuttig. Een model voor watertransport in weefsel werd daarom gekoppeld aan een model voor niet-lineaire grote vervormingen. Dit model werd numeriek opgelost met de eindige elementenmethode in de software Comsol (versie 4.2, Comsol BV, Zweden). Een bewegend rooster werd toegepast om het vervormingsprobleem op te lossen. Verschillen in uitdroogsnelheid van appelweefsel Figuur 2 en Figuur 3 tonen doorsneden doorheen de cilindrische stalen waarop in kleurcontouren de verdeling van het watergehalte wordt weerge geven. In de twee figuren worden de resultaten van de metingen vergeleken met die van het model voor de verschillende opstellingen in de neutronen beamline. Er zijn ook ruimtelijke gradiënten in en tussen verschillende doorsneden in de appelstalen, als gevolg van een lage waterdiffusiesnelheid die leidt tot een snellere uitdroging nabij het oppervlak. Dit wordt verhinderd aan één uiteinde in het geval van het staal dat vastgelijmd werd (Figuur 3). Deze concentrische patronen van watergehalte worden goed benaderd door het model. De tomograms

Figuur 1: Experimentele opstelling voor neutronentomografie aan het Paul Scherrer Instituut (CH). Cilindrisch staal van vruchtvlees van appel gelijmd op een staalhouder voor de detector (a, c) of op een naald (b).


Figuur 2: Doorsneden doorheen een cilindrisch staal van appel gemonteerd op een naald met contouren van het watergehalte gedurende het drogen bij kamertemperatuur: (a,c) experimenteel via neutronentomografie, (b,d) gemodelleerd. De doorsneden zijn genomen in het midden (a,b) en aan de rand van het staal (c,d).

duiden de heterogene waterdistributie van het staal aan, wat een gevolg kan zijn van de biologische variabiliteit in de microstructuuur van het weefsel, die het model niet in rekening brengt.

Figuur 3: Doorsneden doorheen een cilindrisch staal van appel gelijmd op een staalhouder met contouren van het watergehalte gedurende het drogen bij kamertemperatuur: De doorsneden zijn genomen bovenaan (a), het midden (b) en nabij de onderzijde van het staal (c). Telkens worden de experimentele profielen van neutronentomografie (bovenaan) en het model (onderaan) vergeleken.

Verschillen in vervorming van appelweefsel Het krimpen van de appelweefselstalen wordt weergegeven in Figuur 4. De radiale krimp van het weefsel is lineair in het midden van het cilindrische staal dat vrij hangt. Nabij de uiteinden is de krimp duidelijk niet-lineair. Dit is het gevolg van een snellere uitdroging aan de uiteinden (Figuur 2). In het geval dat één uiteinde van het staal vastgelijmd is,

Figuur 4: Radiale krimp van een cilindrisch staal van appelvruchtvlees op een naald tijdens het drogen bij kamertemperatuur. Experimentele data voor de uiteinden () en het midden (o) van het staal worden vergeleken met het model (lijnen). (b) en nabij de onderzijde van het staal (c). Telkens worden de experimentele profielen van neutronentomografie (bovenaan) en het model (onderaan) vergeleken.

treedt hier een veel kleinere vervorming op (Figuur 5) door een tragere uitdroging (Figuur 3). In dit geval zijn alle curves niet-lineair. De krimp van het staal in de lengterichting verloopt wel lineair. Het duidelijk niet-lineaire gedrag van uitdroging en vervorming wordt goed voorspeld door het model.

Figuur 5: Krimp van een cilindrisch staal van appelvruchtvlees gelijmd op een staalhouder tijdens het drogen bij kamertemperatuur. (a) Experimentele data van radiale krimp voor de bovenzijde (), het midden () en de onderzijde (o) van het staal vergeleken met het model (lijnen). (b) a) Experimentele data van longitudinale krimp ) van het staal vergeleken met het model (lijnen).

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door de EU (FRISBEE, FP7 245288). Verder werd beamtime verleend door het Paul Scherrer Instituut (PSI, Villigen, Zwitserland) in de Swiss Spallation Neutron Source SINQ.

Moisture loss and deformation of fruit Dehydration of cylindrical apple tissue was studied using a multiphysics model for coupled moisture transport and mechanical deformation and also by means of quantitative neutron tomography. To the best of our knowledge, this is the first time that the dynamics of water distribution and shrinkage (deformation) of apple tissue during drying was studied in 3D using both neutron tomography and numerical modelling. Neutron tomography revealed the heterogeneity of the water distribution of apple tissue. Neutron tomography thus has the potential for monitoring dehydration processes of small fruit and vegetable samples in 3D. The total water loss and local water content of experiments and simulations also compared well, indicating the numerical model, which relies on experimentally-determined transport properties, is a viable alternative to (neutron) experiments.

35

36


Berekening van stofdrift van behandeld zaaigoed De voorbehandeling van zaaigoed met gewasbeschermingsmiddelen is een relatief efficiënte en duurzame manier om kiemende en opkomende gewassen te beschermen tegen ziekten en plagen. Met slechts een beperkte hoeveelheid werkzame stof kan je al een degelijke bescherming bereiken, omdat het gewasbeschermingsmiddel precies daar wordt aangebracht waar het nodig is. Aan de techniek zijn echter ook nadelen verbonden. Tijdens het zaaien kunnen stofdeeltjes afbreken van het dunne laagje gewasbeschermingsmiddelen op het zaaigoed en door gebruik te maken van pneumatische zaaimachines kan dit stof tot ver in de omgeving worden uitgestoten en zware milieuschade aanrichten. Zo wordt de massale bijensterfte van de laatste jaren deels geweten aan deze stofdrift. Om dit fenomeen te onderzoeken zijn veldproeven bijzonder tijdrovend, duur en moeilijk te controleren. Een numeriek model wordt nu ontwikkeld om de invloed van zaaigoed, omgevingsomstandigheden en de instellingen van de zaaimachine op stofdrift in te schatten. Stofeigenschappen Een nauwkeurige voorspelling van stofdrift staat of valt met een nauwkeurige bepaling van de fysische eigenschappen van de stofdeeltjes. Deze hebben namelijk een grote invloed op het gedrag van de stofdeeltjes in een luchtstroom. Hier spelen de grootte, dichtheid en vorm een rol. De deeltjesgrootteverdeling werd bepaald via laserdiffractie, de dichtheid met gaspycnometrie en de vorm met X-stralen microtomografie. Een analyse van de CT-scans liet ons toe de vorm kwantitatief te beschrijven. Figuur 1 toont aan dat de grootte en vorm van de stofdeeltjes sterk verschillen naargelang het gewas en de behandeling. Deze verschillende vormen resulteren in totaal verschillende stofwolkpatronen. In Figuur 2 wordt een typische deeltjesgrootteverdeling weergegeven van stof afkomstig van behandeld maïszaad.

Ontwikkeling van een CFD-model van stofdrift Een numeriek CFD-(Computational Fluid Dynamics) model berekent de luchtstroming en partikelstroming rondom de tractor en zaaimachine. Omwille van de complexe tractoren zaaimachinegeometrie worden de geometrieën in de simulaties licht vereenvoudigd (Figuur 3). Vooraleer het luchtstromingsmodel en het partikelstromingsmodel worden gecombineerd, worden beiden afzonderlijk gevalideerd in gecontroleerde omstandigheden. De luchtstroming van een stationaire pneumatische zaaimachine werd daarom opgemeten in een windvrije loods m.b.v. akoestische anemometers. Een correcte validatie impliceert dat de machinegeometrie en de opgelegde randvoorwaarden (m.a.w. de luchtsnelheidsprofielen aan de machine-uitlaten)

Figuur 1: Stofdeeltjes van zaaizaad van verschillende behandelde gewassen. Hun vorm werd beschreven via X-stralen microtomografie.


voldoende nauwkeurig zijn. Het partikelstromingsmodel wordt gevalideerd op basis van een windtunnelexperiment (Figuur 4) waarbij de depositie van een puntbron stof werd gemeten. De fysische eigenschappen (grootteverdeling, dichtheid en vorm) van het gebruikte zaadbehandelingsstof werden opgemeten en geïmplementeerd in het CFD-model. Enkel als deze eigenschappen en hun invloed op de luchtweerstand van de stofdeeltjes correct worden gevat door het model, zal het stofdepositiepatroon van de simulatie overeenkomen met dat van het windtunnelexperiment. De luchtstromings- en partikelstromingsmodellen worden dan gecombineerd om realistische veldomstandigheden te simuleren.

de invloed is van de windsnelheid en windrichting, testen of een verminderde luchtondersteuning de stofdrift beperkt of bestuderen welke aanpassing aan het machine-ontwerp het efficiëntst is om stofdrift te verminderen. Uiteindelijk zal het model gebruikt worden om concreet zaaiadvies aan te bieden en zo het stofdriftprobleem aan te pakken.

Praktische toepassing Op deze manier kan de invloed van allerhande parameters worden voorspeld zonder telkens nieuwe (veld)experimenten te moeten uitvoeren. Zo kan men bijvoorbeeld bepalen wat Figuur 2: Deeltjesgrootteverdeling van stof afkomstig van behandeld maïszaad.

Figuur 3: Realistische en gesimuleerde geometrie van de tractor en zaaimachine.

Figuur 4: Proefopzet van het windtunnelexperiment ter validatie van het partikelstromingsmodel.

Dit onderzoek wordt uitgevoerd in samenwerking met ILVO-T&V (Dr. David Nuyttens en Dr. Dieter Foqué) en wordt financieel ondersteund door IWT (project landbouwonderzoek 100848).

Calculation of dust dispersion during sowing of treated seeds. When pesticide-treated seeds are sown using pneumatic seed drills, small dust particles may be abraded from the coating by friction. Due to the pneumatic mechanism of the drills, the dust can be expelled far into the environment where it causes severe damage to non-target organisms. Most notably, the massive collapse of honey bee populations in recent years has been partly attributed to this dust drift phenomenon. A numerical CFD model is now being developed to study the influence of various parameters on dust drift, including environmental conditions, machine design and machine settings. Ultimately, the validated model will be used to propose dust drift mitigation measures.

37

38


Inzicht in fotosynthese via 3D-microschaalmodel van CO 2-gasdiffusie Fotosynthese in C3-planten vereist het transport van CO2 uit de atmosfeer door het blad naar de chloroplast. Inzicht in de mechanismen van CO2-uitwisseling en hoe deze invloed hebben op fotosynthese wordt steeds belangrijker gezien de inspanningen om gewasopbrengsten te maximaliseren, en om effecten van klimaatverandering op de fotosynthetische koolstofopname te voorspellen. Bij voorkeur worden computermodellen gebruikt, omdat het moeilijk is om gastransportprocessen in plantenorganen zoals bladeren niet-invasief experimenteel te onderzoeken met een hoge ruimtelijke resolutie. Een 3D-microschaalmodel voor CO2-uitwisseling bevat biofysische modellen van lichtverspreiding en gasdiffusie in de intercellulaire ruimte, het celwand netwerk en het cytoplasma van het blad. Het is gekoppeld aan een complex biochemisch model van fotosynthese. Blad van tomaat (Solanum lycopersicum L.) werd gekozen als modelsysteem.

Modelconstructie Synchrotron X-stralen computermicrolaminografie werd ge bruikt om 3D-beelden van een tomatenblad te verkrijgen met een resolutie van 0.75μm. Het experiment werd uitgevoerd aan de European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, Frankrijk. De 3D-microstructuur van tomatenblad weefsels werd gereconstrueerd uit laminografie beelden met behulp van de Avizo beeldbewerkingssoftware (VSG, Frankrijk). Vervolgens werden vacuolen en schijfvormige chloroplasten aangemaakt in de 3D-modellen van de mesofylcellen. De absorptie van licht in tomaatbladeren werd berekend met behulp van een Monte Carlo ray-tracing methode, opgelost over de 3D-microstructuur van het blad. De berekende licht absorptie werd gebruikt als input voor het fotosynthesemodel voor het beschrijven van de CO2-fixatiesnelheid in de chloro plasten van C3-planten. De fotorespiratie in de cytosol werd ook verklaard door het model. Er werd aangenomen dat diffusie het CO2-transport vooral bepaalt in de poriën en cellen. De hydratatiesnelheid van CO2 tot HCO3- werd in rekening gebracht binnenin de cellen, terwijl het vervoer tussen de compartimenten werd beschreven door een permeatievergelijking. Zowel passief (diffusie) als actief (gemedieerd) CO2-transport door het plasmamembraan, de

chloroplast enveloppe en de tonoplast werd meegenomen. Het model voor CO2-diffusie werd opgelost in het 3D-geometrisch model met de eindige volumemethode. Gasuitwisseling en chlorofylfluorescentiemetingen werden uitgevoerd in de kas van de onderzoeksfaciliteit Unifarm van Wageningen UR in samenwerking met Prof. Paul Struik. Microscopische gasconcentratieverdeling Het microschaalmodel bevestigde dat er inderdaad CO2gradiënten in het bladweefsel zijn (Figuur 1). Aangezien de epidermis een lage permeabiliteit heeft, door het ontbreken van intercellulaire ruimten, trad invoer van CO2 meestal op via huidmondjes. Slechts één palissadelaag werd waarge nomen met lange cilindrische cellen ingebed onder de adaxiale epidermis, ongeveer 45 % van de dikte van de mesofylcellaag innemend. De langwerpige palissadecellen met dunne laterale celwanden, die parallel opgesteld waren, raken hun buurcellen maar net, zodat het grootste deel van hun oppervlakte is blootgesteld aan de intercellulaire lucht ruimte (Figuur 1A). Het sponsachtige bladmesofyl is losjes gepakt en heeft een grote intercellulaire ruimte. Zijn hoge connectiviteit vergemakkelijkt gasdiffusie en resulteerde in een uniforme CO2-concentratie (Figuur 1B). De CO2-concen tratie in de cellen was duidelijk laag.

Figuur 1: A. Gereconstrueerde 3D-microschaalgeometrie gebaseerd op synchrotron X-straal beelden. Chl, chloroplasten; Cyt, cytosol; E, epidermis; Vac, vacuole. B en C tonen respectievelijk de CO2verdelingen in de intercellulaire ruimte en in de mesofylcellen, bij 350 µmol mol-1 CO2, 21% O2, lichtintensiteit van 1000 µmol m-2 s-1 en temperatuur van 25°C. De kleur geeft de CO2-concentratie aan (µmol mol-1).


De lage CO2-concentratie in de chloroplastclusters was te wijten aan CO2-assimilatie. CO2-concentratiegradiënten werden vooral ge vonden op de plaatsen waar de cellen elkaar raken (Figuur 1C). Het CO2-uitwisselingsmodel werd vervolgens gevalideerd door de voorspelde waarden van de netto fotosynthesesnelheid A en mesofylgeleiding gm te vergelijken met experimenteel afgeleide waarden met behulp van simultane chlorofylfluore scen tie en gasuitwisselingsmetingen. Een goede over een komst werd gevonden tussen voorspelde en gemeten waarden van de netto fotosynthesesnelheid A en mesofyl geleiding gm voor een reeks van CO2-niveaus (0-1500 µmol mol-1) bij 21% O2, lichtintensiteit van 1000 µmol m-2 s-1 in zowel de bovenste als onderste bladeren (Figuur 2). Het model toonde aan dat actief CO2-transport via membraan eiwitten verantwoordelijk kan zijn voor de daling van meso fylgeleidbaarheid met toenemende CO2, terwijl chloroplast beweging kan verantwoordelijk zijn voor de reactie van mesofylgeleiding op de lichtintensiteit. Optimalisatie van tegenstrijdige doelstellingen

dit doen met een minimaal energieverbruik. Dit zijn tegen strijdige doelstellingen. Als we minder koelen en dus minder energie verbruiken, ver liezen we meer kwaliteit en omge keerd. De gebruikersinterface bevat speciale tools om deze afweging op een gemakkelijke manier te kunnen maken. Figuur 3 geeft de resultaten weer van het hardheidsverlies van appel met bijhorend energie verbruik tijdens 6 ver schillende bewaarscenario’s waarbij telkens de bewaar temperatuur varieerde tussen 0 en 3°C. Conclusie Gasuitwisseling in tomatenbladeren tijdens de fotosynthese werd onderzocht door het opnemen van lichtpropagatie en gasdiffusie in een echte 3D-bladmicrostructuur. Via simulaties werd aangetoond dat de 3D-microstructuur van bladweefsel en chloroplastbeweging CO2-diffusie, van de intercellulaire luchtruimten in het blad door het mesofyl naar de carboxy lering sites, beïnvloeden. Door de werkelijke 3D-bladmicro structuur in rekening te brengen, vormt het model een nieuwe kader voor het onderzoeken van de absorptie van licht, CO2diffusie en fotosynthese op het niveau van bladweefsel.

Enerzijds willen we een product doorheen de koudeketen vermarkten zonder kwaliteitsverlies en anderzijds willen we

Figuur 2: Simulaties versus metingen van de netto fotosynthese A (A, B) en mesofylgeleiding gm (C, D) van de bovenste (linker kolom) en lagere (rechterkolom) ‘Admiro’tomaatbladeren voor verschillende CO2-niveaus bij 21% O2, 1000 µmol m-2 s-1 en T = 25°C. De symbolen (o) geven de gemeten gegevens en de lijnen geven de modelvoorspellingen.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door KU Leuven (OT 12/055) en FWO (project G.0645.13) en gebeurt in samenwerking met Wageningen UR (Prof. P. Struik en Dr. X. Yin).

A 3D microscale model for CO2 gas diffusion in tomato leaves during photosynthesis Exchange of CO2 in tomato (Solanum lycopersicum L.) leaves was modelled using incorporated light propagation, gas diffusion and photosynthesis kinetics in a real 3D leaf microstructure, obtained by synchrotron radiation X-ray microtomography. The CO2 diffusion model accounts for CO2 transport through the intercellular space, the cell wall network and the cytoplasm into the chloroplasts, and incorporates the widely used FvCB model for photosynthesis. The meshed Monte Carlo ray tracing method was used to determine the absorbed energy in each cell as input for the FvCB model. The model was validated using measurements of gas exchange, chlorophyll fluorescence and leaf optical properties. The model provides detailed insight into the mechanisms of gas exchange and insight into the effects of changes in ambient CO2 concentration or photon flux density on mesophyll conductance. The resistance to diffusion of CO2 from the intercellular spaces within the leaf through the mesophyll to the sites of carboxylation during photosynthesis depended on the 3D microstructure of leaf tissue. The model represents an important step forward to study light absorption, CO2 diffusion and photosynthesis taking into account its actual 3D microstructure.

39

40


Blutsschade bij het sorteren, oogsten en verpakken van vruchten: do’s en don’ts Groenten en fruit ondervinden veel schokken bij de oogst, sortering, verpakking en transport. Te grote schokken kunnen aanleiding geven tot kwetsuren. Vermijden van geblutste vruchten is de boodschap. Om schokken te registreren en dus een idee te krijgen van blutsschaderisico gebruikt het Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten (VCBT) een elektronische vrucht. Deze elektronische vrucht loopt samen met de vruchten doorheen de keten van sortering en transport. Analyse van de opgelopen schokken maakt nadien duidelijk waar in de sortering en het transport blutsen kunnen optreden. De praktijk leert dat kritisch kijken naar machines vaak leidt tot eenvoudige goedkope aanpassingen die de productkwaliteit spectaculair verbeteren. Wat meet de elektronische vrucht? De elektronische vrucht (IRD, Techmark, Inc., Lansing, Michigan, USA) (Figuur 1) is ontwikkeld om nauwkeurig schokken te registreren die vruchten ondervinden tijdens het verhandelen. De vrucht (blauwe bal) bevat een versnellings meter die de schokken opmeet, een microprocessor die de data registreert en de berekeningen uitvoert en een oplaadbare batterij, waardoor de vrucht de data kan registreren zonder koppeling aan de computer. De vrucht is in staat om de maximale versnellingen van de schokken te analyseren. Blauwe bol volgt het te meten traject VCBT kan het blutsschaderisico in een bepaald traject (sorteerlijn, oogstmachine, verpakking, transport, ...) testen. De test bestaat erin om de elektronische vrucht een aantal keer het volledige traject te laten volgen. De elektronische vrucht bootst hierbij de echte vrucht na. Vooraf maken we reeds een inschatting van de kritische punten. De opgemeten schokken kunnen direct na de test uitgelezen worden. Er is onmiddellijk te zien waar in het traject de grootste schokken voorkomen en of deze al of niet aanleiding geven tot

Figuur 1: De elektronische vrucht (IRD, Techmark, Inc., Lansing, Michigan, USA).

blutsschade. Om dit laatste te kunnen vaststellen wordt er een blutsgrens opgesteld. Als schokken zich boven de grens bevinden, dan kunnen ze aanleiding geven tot blutsschade. Bij alle geregistreerde schokken onder de grens zal het blutsschaderisico eerder klein zijn. Een voorbeeld van een blutsschadegrafiek bij het sorteren van paprika’s wordt weergegeven in Figuur 2. We kunnen in dit voorbeeld zien dat de grootste schokken voorkomen bij de hoogteverschillen tussen de verschillende transportbanden. In de praktijk Sorteerlijnen VCBT testte in het verleden al zeer veel sorteerlijnen en veel kritische punten komen steeds terug. Daarom hier een top 5 van kritische punten voor blutsschade die vaak voorkomen. Deze stappen in het sorteerproces vereisen dan ook extra aandacht (Figuur 3) : 1. Val uit de kistenlediger/oogstcontainer op transportband 2. De vrucht komt via een verval op een volgende transportband(en) 3. Val op de verenkelaar 4. Val van de vruchten in de sorteercupjes (al dan niet via borstelrol)

Figuur 2: Blutsschadegrafiek van een paprikasorteerlijn. De maximale versnelling van de schok wordt uitgezet t.o.v. de snelheidsverandering.


Figuur 3: De top 5 van kritische punten tijdens het sorteerproces.

5. Val van de vrucht uit de cupjes op een transportband Uit tal van metingen is gebleken dat eenvoudige aan passingen aan een sorteerlijn het blutsschaderisico goed kunnen beperken: • Plastic/rubberen flappen en borstelrollen kunnen bij hoogteverschillen goed de val van de vruchten breken. Bijvoorbeeld bij het ledigen van vruchten op een transportband en bij het vallen van vruchten uit de sorteercupjes is dit systeem zeer doeltreffend. • Het is belangrijk dat deze systemen correct worden afgesteld (zeker laag genoeg) anders gaat het valbrekend effect verloren. • Het risico op blutsschade is het grootst wanneer een vrucht op harde oppervlakken valt (bv. gewone transportband, metaal,…). Daarom is het aangewezen om, daar waar mogelijk, zachtere schokdempende materialen zoals rubber, schuimvulling, etc. te gebruiken. Het botsen van vruchten tegen elkaar (contact vruchtvrucht) vormt een kleiner risico voor blutsschade. • Ter hoogte van de val van de vruchten in de sorteercupjes is het noodzakelijk om de verenkelaar en het valbrekend systeem goed op elkaar af te stemmen. Op die manier glijden de vruchten als het ware in de cupjes. Oogstmethodes Om paprika’s te oogsten gebruiken vele telers een oogstkoker of een oogstgoot (Figuur 4). De vruchten worden door een koker/goot geleid, komen vervolgens via een schok dempende schuimrubber of netje in de oogstcontainer terecht.

De val van de vruchten in de container moet goed gebroken worden om blutsschade te vermijden. Dit is vooral van belang wanneer de container nog leeg is. De oogstcontainers zijn wel uitgerust met schokabsorberend materiaal maar toch is dit niet voldoende om blutsschade te vermijden. Het gebruik van een valbrekend net of schuimrubber is nood zakelijk. Uit metingen is gebleken dat het netje de val beter kan breken dan de schuimrubber. Wanneer de oogstcontainer gevuld geraakt met vruchten valt het voordeel van het netje zo goed als weg. De vruchten vallen tegen elkaar en niet tegen de bodem of rand van de oogstcontainer waardoor de schokken veel kleiner worden en er minder kans is op bluts schade. Verpakkingsmachines De adviezen om het blutsschaderisico te beperken tijdens het sorteren gelden eveneens voor verpakkingsmachines. Pro beer zo veel mogelijk hoogteverschillen te vermijden, indien ze toch voorkomen gebruik dan valbrekende systemen zoals plastic of rubberen flappen. Harde materialen zoals metaal worden in de praktijk veelvuldig gebruikt voor het gemakkelijk onderhoud en de hygiëne maar zijn boosdoeners voor blutsschade. Indien mogelijk is ook hier het gebruik van schokdempende materialen een aanrader.

Figuur 4: Opstelling van een oogstkoker (links) en oogstgoot (rechts) in een oogstcontainer voor paprika.

Dit onderzoek valt binnen de basisfinanciering door de Afdeling Duurzame Landbouw Ontwikkeling (ADLO), het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties (VBT) en veiling Haspengouw.

Determining bruise damage with an electronic fruit. Bruise damage is an important external disorder of fruits and vegetables. In sorting and packaging lines fruits are submitted to impacts which can cause bruise damage. The VCBT uses an electronic fruit to test different kinds of sorting lines with respect to bruise damage. The electronic fruit measures the peak accelerations and the durations of the accelerations during the sorting process. Both these parameters are a measure of bruise damage. The highest accelerations are found when fruits fall on hard surfaces so applying softer materials for the conveyor belts can prevent bruise damage. Also the height of the fall-breaking brushes seems to be important to control bruise damage. To minimize the impacts during harvesting (e.g. bell pepper) it is important to use the right cushioning and fall-breaking material at the critical points.

41

42


De ethyleenproductie van appel wiskundig in kaart gebracht Appel is een climacterische vrucht die onderhevig is aan een rijpingsproces dat door ethyleen gereguleerd wordt en dat gepaard gaat met het zachter, minder knapperig en vettig worden van de vrucht. Om het rijpingsproces te vertragen worden appels daarom na de oogst onder gecontroleerde atmosfeer (CA) bewaard, eventueel in combinatie met ethyleenremmers zoals 1-MCP. Wanneer de effecten van bewaring en bewaaromstandigheden gesimuleerd zouden kunnen worden met wiskundige modellen zonder hele partijen vruchten daadwerkelijk aan deze omstandigheden bloot te stellen, kan dit de fruitsector zeker ten goede komen. Een dergelijk model moet deelmodellen voor gastransport, ademhaling, ethyleenmetabolisme en kwaliteit te bevatten. Een aantal van deze deelmodellen zijn reeds in samenwerking met KU Leuven ontwikkeld. Tijdens een recent afgerond IWT-project werd een gedetailleerd wiskundig model ontwikkeld voor de climacterische ethyleenproductie van appel tijdens CA-bewaring en uitstalleven. Het belang van ethyleen Het proefondervindelijk zoeken naar de optimale bewaar condities is vaak een iteratief en arbeidsintensief proces. Dit begint bij oogst met het bepalen van het geschikte pluktijdstip. Vervolgens zijn een behandeling met ethyleenremmers en het aanleggen van geschikte gecontroleerde atmosfeercondities van cruciaal belang. Door een combinatie van deze drie factoren kan de ethyleenproductie onderdrukt en vertraagd

worden waardoor de appels pas na een uitstalleven van twee weken, wanneer ze bij de consument komen, aan hun exponentieel rijpingsproces beginnen. Ethyleen staat centraal in het aansturen van het hele rijpingsproces van appel. Door nu een gedetailleerd wiskundig model te ontwikkelen van de ethyleenbiosynthese bij veranderende temperatuur- en atmo sfeercondities kan het optimalisatieproces van de bewaring beter worden begeleid en begrepen. Het wiskundig model Er werd gekozen voor een kinetisch ethyleenmodel, geba seerd op de gekende fysiologie van de ethyleenbiosynthese en op experimentele data van alle relevante metabolieten en enzymen (Figuur 1). De aanmaak van ethyleen vertrekt vanuit SAM (S-adenosylmethionine) en wordt gereguleerd door een tweetal enzymen: 1-aminocyclopropaan-1-carboxylzuur (ACC) synthase (ACS) en ACC-oxidase (ACO). Het inter mediair ACC kan ook worden omgevormd tot malonyl-ACC (MACC), een derivaat dat, voor zover bekend, geen biologische functie heeft. Ethyleen wordt gevormd in het vruchtweefsel en diffundeert vervolgens naar buiten waar het wordt afgegeven in de bewaaratmosfeer.

Figuur 1: Schematische weergave van de ethyleenproductie in appel. Figuur 2. Gedetailleerde invulling van het verloop in ACS- (links) en ACO- (rechts) activiteit waarbij rekening wordt gehouden met de achtereenvolgende stappen van transcriptie, translatie en posttranslationele veranderingen van de enzymen. Het actieve enzym is gemarkeerd in het rood.


Figuur 3. Vergelijking tussen het model (volle lijnen) en de experimentele data (punten met hun foutenmarges) voor de belangrijkste modelvariabelen (ACC, ethyleen, ACS en ACO). Hierbij wordt een vergelijk gemaakt voor drie oogsttijdstippen (blauw: vroeg, groen: optimaal, rood: laat) tijdens 250 dagen CA bewaring (1 °C, 1 % O2 en 3 % CO2) waarbij een deel direct bij oogst of na CA bewaring weg is gezet voor een uitstalleven bij 18 °C in normale lucht.

De activiteit van de twee enzymen is op zijn beurt onderhevig aan een zeker verloop in de tijd als gevolg van een continue aanmaak na genexpressie in combinatie met een activatie dan wel inactivatie van de gevormde enzymen (Figuur 2). Er wordt aangenomen dat de initiatie van de genexpressie aan geschakeld wordt door de overgang van een preclimacte risch naar een climacterisch toestand van de vrucht. Deze biologische omschakeling is tot nu nog niet expliciet ge modelleerd geweest. Het model is ontwikkeld voor Jonagold op grond van bewaar gegevens afkomstig van twee opeenvolgende oogst jaren. Hierbij werd het effect van pluktijdstip en het al dan niet behandelen met 1-MCP op de ethyleenbiosynthese en de kwaliteit van de appels experimenteel opgevolgd. Op basis van deze kwantitatieve analyse van de relevante metabolieten en enzymen werd een duidelijk beeld verkregen van de veranderingen van de ethyleenbiosynthese tijdens CAbewaring en uitstalleven. Deze experimentele data werden gebruikt om het wiskundig model te ijken. Het model versus de werkelijkheid Het ontwikkelde model was in staat om de ethyleenproductie van Jonagold appels juist te beschrijven, zowel tijdens CAbewaring als tijdens uitstalling. Vermits voor een kinetisch model gekozen werd, leidde dit tot een verruimd inzicht in

de regeling van de ethyleenbiosynthese in appel. Zo werd ondermeer vastgesteld dat de metaboliet SAM geen beperkende factor was voor de ethyleenbiosynthese. De enzymen ACS en ACO toonden een sterk verschillende werking: de ACS-activiteit werd bijna volledig onderdrukt tijdens CA-bewaring terwijl de activiteit van ACO geleidelijk toenam. Op basis van simulatieresultaten werd de hypothese geformuleerd dat dit verschil in activiteit het gevolg was van sterk verschillende expressie van genen die coderen voor deze enzymen tijdens de bewaring en vervolgens uitstalling. Het model duidde eveneens op de noodzaak aan bijkomende informatie over snelle veranderingen van de ethyleen biosynthese bij drastische veranderingen in de omgevings condities. Besluit Het ontwikkelde ethyleenmodel kan gebruikt worden voor het maken van voorspellingen over de ethyleenproductie. Deze kunnen vervolgens gebruikt worden als input voor andere modellen, zoals voor een model dat de afname van hardheid in de tijd beschrijft. In de toekomst zal dit ethyleen model gekoppeld worden aan bestaande adem halings modellen om zo te komen tot een volledig gasuitwisselings model dat gebruikt kan worden voor het voorspellen van het bewaarpotentieel van individuele appelpartijen.

Dit onderzoek werd financieel ondersteund door het IWT (SB-71435).

A mathematical model of the ethylene production of apple. The ripening of apple and other climacteric fruit is regulated by the hormone ethylene. If we want to provide quality apples to the consumer all year round, it is important to suppress ripening by controlling the ethylene production rate. This can be done by a combination of the right picking date, the application of ethylene inhibitors and proper controlled atmosphere storage conditions. A mathematical model of apple fruit ripening would help the pipfruit industry to better optimise postharvest storage conditions. Such model would require sub-models concerning respiration, gas transport ethylene biosynthesis and fruit quality. Some of these models have been developed in the past. More recently a full kinetic model of the ethylene biosynthesis of apple during postharvest CA storage and shelf life was developed.

43

44


Microschaal modelleren van watertransport in vruchtweefsel Veranderingen in watergehalte of -distributie in het vruchtweefsel tijdens de opslag leiden tot gewichtsverlies en verminderde kwaliteit van het product door het verlies van stevigheid en verschrompeling. Dit verlaagt de marktwaarde van de betrokken vruchten. Maatregelen die waterverlies na de oogst beperken zullen meestal de winstgevendheid verbeteren. Voor een verbeterde werking van koelcellen is een meer fundamenteel inzicht in de watertransportprocessen binnenin fruit noodzakelijk. Omdat de huidige experimentele methoden, die in vivo wateruitwisselingsprocessen onderzoeken, niet eenvoudig zijn, worden vaak wiskundige modellen gebruikt om het effect te evalueren van het milieu op watertransport in het weefsel en hoe dit het watergehalte van het weefsel beïnvloedt. Plantenweefsels zijn intrinsiek heterogene samenstellingen van de microstructurele componenten. Daarom geeft de microschaal modelleeraanpak een gedetailleerde methode om watertransport te modelleren die kan gebruikt worden om de effectieve transporteigenschappen te berekenen die op macroschaal gebruikt worden in een multischaal kader. Het doel van dit werk is om een microschaal watertransportmodel in fruit te ontwikkelen dat de effectieve watergeleiding van een weefsel kan voorspellen. Een dergelijk model is essentieel voor het multischaal modelleren. Geometrische modelbouw De geometrie werd gegenereerd met behulp van een algo ritme om virtuele vruchtweefsels te genereren. Het algoritme is gebaseerd op plantencelgroei, waarbij de cel werd be schouwd als een gesloten dunwandige structuur, gehandhaafd door turgordruk. De celwanden van aan grenzende cellen werden gemodelleerd als parallelle en lineair elastische elementen die de wet van Hooke volgen. Een Voronoi tessellatie werd gebruikt om de oorspronkelijke topologie van de cellen te genereren. Celexpansie ontstond dan als gevolg van turgordruk die werkt op het celwandmateriaal. Om de sequentie van posities van elk hoekpunt van de celwanden en dus de vorm van de cellen doorheen de tijd te vinden, werd een stelsel van differentiaalvergelijkingen van de posities en snelheden van elk hoekpunt opgesteld en opgelost met een Runge-Kutta vierde en vijfde orde (ODE45) methode. Het model werd gebruikt om realistische 2D-vrucht weefselstructuren opgebouwd uit cellen van willekeurige vormen en maten, celwanden en intercellulaire ruimten te genereren. Verschillende weefselgeometrieën op microschaal werden gegenereerd om rekening te houden met biologische variabiliteit.

Figuur 1: Microstructuur van cortexweefsel van peer, gemaakt met een celgroeimodel: (a) gegenereerd weefselmonster met eindige elementen mesh (b) de identificatie van de verschillende compartimenten van het weefsel.

Figuur 2: Distributies van de waterpotentiaal (Pa) (links) en waterinhoud (kg/kg DS) (rechts) voor simulaties van de wateruitwisseling in ‘ Conference ‘ peercortex weefselmonsters op verschillende RV-niveaus (van boven naar beneden): 99 -98%, 96-95%, 89-88% en 78-77% .


Watertransportmodel in de microstructuur Het transport van water in de intercellulaire ruimte, het cel wandennetwerk en het cytoplasma werd gemodelleerd met behulp van diffusiewetten en irreversibele thermodynamica. Steady state diffusie modellen werden toegepast voor het cytoplasma, de celwand en de poriën en irreversibele thermodynamica werd toegepast op het celmembraan. De geometrische modellen werden geïmporteerd en gemesht met Comsol Multiphysics (Figuur 1). De niet-lineaire gekop pelde modelvergelijkingen werden gediscretiseerd voor deze mesh met de eindige-elementenmethode. Een direct solver werd gebruikt voor het oplossen van de resulterende set van gewone differentiaalvergelijkingen. Het model bracht ook krimpen als gevolg van vochtverlies in rekening. Tussen tijdse simulatieresultaten van de waterpotentiaal werden gebruikt om de turgordruk van de cellen te berekenen en deze turgordruk werd vervolgens gebruikt om het even wichtsconfiguratie van de cellen na het krimpen te vinden.

wat in het bereik van de gemeten waarden (3,92 ± 0,76 × 10-15 tot 11.57 ± 2.38 × 10-15) is. Celvervormingsmechanica werd gekoppeld aan het water transportmodel om het krimpen door waterverlies in rekening te brengen (Figuur 3). De aldus berekende effectieve water ge leiding van het weefsel was 9,42 ± 0,40 x 10-15 kg.m-1.s-1.Pa-1, wat hoger is dan de hierboven verkregen waarde maar wel in het bereik van de opgemeten waarden voor het weefsel.

Resultaten en discussie Het ontwikkelde model kon watertransport in vruchtweefsel omschrijven, rekening houdend met de microstructurele architectuur van de celsamenstelling in het weefsel, wat leidt tot een beter begrip van de onderliggende verschijnselen die waterverlies veroorzaken. Cellen op dezelfde positie in de watergradiënt hebben meestal een gelijkaardige en uniforme waterpotentiaal, wat een logisch gevolg is van de hoge watergeleiding in de cellen. Gradiënten bestaan hoofdzake lijk van één cel naar de andere in de richting van de aan gelegde gradiënt. Terwijl de waterpotentiaalgradiënt een continue functie over het weefsel is, kan het watergehalte tussen de verschillende compartimenten sterk verschillend zijn (Figuur 2). Het model hielp om het relatieve belang van de verschillende aspecten in de microstructuur op het transport van water te verklaren. Het celmembraan bleek het grootste effect op de macroscopische watergeleidbaarheid te hebben. Met de resultaten van de microschaal simulatie konden we de effectieve watergeleidbaarheid doorheen het weefsel be re kenen en die bleek 6.10 ± 0.14 × 10-15 kg.m-1. s-1.Pa-1 te zijn,

Figuur 3: Waterpotentiaal (Pa) (links) en watergehalte (kg/kg DS) (rechts) van een monster van peer cortexweefsel (0.6 mm dik) gedehydrateerd voor 200 s, waarbij een verschil van 1,3 % RV (overeenkomend met een verlaging van 1 MPa turgor) doorheen het weefsel werd aangebracht (bij 25°C). (a) t=0s, (b) t=50s, (c) t=100s, (d) t=150s, (e) t=200s.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door FWO (project G.0645.13), K.U.Leuven (project OT 12/055), de EU (project InsideFood FP7-226783) en het IWT (SB/0991469)

Microscale Water Transport model in fruits tissues A microscale water transport model was developed for fruit tissue by taking into account the different microstructural components of the tissue. To our knowledge, The model is the first microscale water transport model that is based on real (representative) microstructural tissue geometries. Pear (Pyrus communis L. cv. Conference) was chosen as a model system. The model helped to explain the relative importance of the different microstructural features (intercellular space, cell wall, membrane and cytoplasm) for water transport. The cell membrane was shown to have the largest effect on the apparent macroscopic water conductivity. The calculated values of the effective water conductivity of the tissue was found to be within the range of the measured values. Therefore, the model can be used as viable alternative to experimental measurements of water content and water potential of fruit tissue.

45

46


Figuur 1: Boomgaardspuit met individuele spuitmonden aan het werk op pcfruit

De spuitwolk onder de loep Tegenwoordig gaat het bij spuittechniek niet enkel om gewassen beschermen tegen ziekten en plagen. Er is ook aandacht voor voedselveiligheid en oog voor het oppervlaktewater, naburige teelten en de omgeving in het algemeen bij weersomstandigheden die we niet in de hand hebben. Telers zoeken duurzame oplossingen, maar men heeft vandaag nog geen zicht op alle technische mogelijkheden. De uitdagingen zijn groot en divers. Een IWT landbouwkundig onderzoeksproject o.l.v. KU Leuven met pcfruit en ILVO dat pas is afgelopen, trachtte hier duidelijkheid in te brengen. Centraal in het project staat een computermodel dat toelaat het spuitproces te berekenen voor verschillende designs en instellingen van spuittoestellen en doppen.

Spuittechniek 2.0 De voorbije 50 jaar zijn gewasbeschermingsmiddelen voor de fruitteelt sterk geëvolueerd. Steeds worden kleinere hoeveelheden werkzame stof gebruikt, met een specifieke in plaats van een algemene werking, en bovendien zorgen de strenge erkenningseisen ervoor dat gewas beschermings middelen (GBM) alsmaar veiliger geworden zijn. Het tech nische toepassingsproces echter, met uitzondering van de spuitdoppen, is in de loop der jaren niet wezenlijk veranderd. Verbetering op deze vlakken gaat traag. Het toepassings proces wordt immers beïnvloed door spuittechnische, plant specifieke, klimatologische én omgevingsparameters (Figuur 1). Tot op heden is men er niet in geslaagd het proces te ontrafelen of nauwkeurig te beschrijven. Daarvoor ont wikkelden we een simulatietool op basis van een wiskundig model van het spuitproces. Modelleren is begrijpen Met behulp van het computermodel wordt getracht de invloed van allerlei factoren van een bespuiting op de uiteindelijke bescherming van de gewassen beter te begrijpen. De tool die door KU Leuven ontwikkeld werd, is gebaseerd op een CFD-model of een ‘Computational Fluid Dynamics’ model. Dergelijke modellen gebruiken algoritmes om de interacties tussen zowel vloeistof- als luchtstromen met oppervlakken te simuleren. Met behulp van dergelijk CFD-model wordt in dit project de interactie tussen de spuitnevel en de boom of om geving gemodelleerd (Figuur 2). Figuur 2 toont de opbouw

van het model. De geometrie van de bomen en de machine worden als een CAD-model in de computer gemaakt (Figuur 2a-c). Vervolgens wordt de luchtsnelheid doorheen de bomen als gevolg van de wind en de machine uitgerekend (Figuur 2d). Uiteindelijk volgen we de trajecten van de druppels die door de doppen worden verneveld en zien we waar de druppels worden neergeslagen (Figuur 2e), op de boom of de bodem, of waar ze als drift verder weg bewegen van de boomgaard. Hiermee kunnen scenario’s getest worden voor een optimale bestrijding onder gegeven weersomstandigheden door bijvoorbeeld het spuittoestel optimaal af te stellen. Hierbij denken we bijvoorbeeld aan doppenkeuze, water volume, rijsnelheid, afstelling van deflectoren en debiet van de luchtondersteuning. Het spuittoestel bepaalt veel Met de computersimulaties verzamelde het project heel wat gegevens over de stand van zaken van de spuittechniek in Vlaamse boomgaarden. Figuur 3 toont, voor een V-haag teeltsysteem van perenbomen, het verschil in de bekomen depositie op het blad van volle boom als functie van de hoogte. Terwijl de spuit met individuele spuitmonden vooral de buik van de boom bereikt, bespuit de dwarsstroomspuit meer hoger gelegen delen van de boom in een meer uniform patroon. Deze spuit heeft wel een lagere depositie in totaal. Tussen 30 en 90 % van het gespoten volume komt uiteindelijk op de boom terecht. De hoogste depositie vinden we voor de spuit met individuele spuitmonden op appel, en de laagste depositie op de klassieke spilsnoei bij peer, hetgeen een

Figuur 2: Computermodel van het spuitproces in boomgaard: (a) appelboom, (b) model van appelboomgaard, (c) CAD-model van boomgaard en spuittoestel, (d) berekende verdeling van de luchtondersteuning, (e) berekende spuitvloeistofverdeling op volle boom.


Driftreducerende doppen helpen bij de job

Figuur 3: Vergelijking van experimentele (oranje) en berekende (blauw) spuitvloeistofverdeling op het blad in de boom. Links het spuitpatroon van een spuit met individuele spuitmonden, rechts een dwarsstroomspuit.

open bomenrij creëert. Dergelijke uitgebreide datasets laten nu voor het eerst toe kwantitatief naar het spuitproces te kijken en scenario’s te ontwikkelen op maat van toestel en boomgaard.

Tot 70% van het volume komt niet op de boom terecht. Omwille van het typische zijwaartse spuitpatroon en de fijne druppels die gangbaar zijn in fruitteeltbespuitingen, zorgen boomgaardspuiten voor een duidelijk herkenbare driftwolk. Een belangrijke technische ingreep voor driftcontrole is de vervanging van de klassieke doppen door driftreducerende luchtmengdoppen. Deze doppen hebben aanzienlijk grotere en tragere druppels (Figuur 4). Door deze eigenschappen zijn ze minder onderhevig aan windinvloed zodat ze mogelijkheden bieden voor driftreductie. De modelsimulaties in Figuur 4 geven duidelijk aan dat de luchtmengdoppen leiden tot minder vloeistof achter de boom, en het sneller vallen van de zwaardere druppels. De vraag is of dit werkelijk aanleiding geeft tot substantiële voordelen in de boomgaard waar veel verschillende factoren spelen. In termen van residu van GBM was er alvast geen verschil meetbaar tussen vruchten behandeld met de verschillende doppen (proeven pcfruit in opdracht van Phytofar). Simulaties met het computermodel van KU Leuven duiden aan dat het driftpotentieel inderdaad aanzienlijk afneemt (minstens 50%), maar dat er aandacht nodig is voor depositie in en rond de boom. Een oplossing kan de combinatie van ver schillende doptypes zijn, zoals in Figuur 4. Proeven uitge voerd door pcfruit in boomgaarden be vestigen de be vindingen van het model. Driftreducerende doppen leidden tot een reductie van gronddrift met meer dan 10 m, en een aanzienlijke reductie van de luchtdrift van 30 % tot minder dan 5% op 3 m hoogte en 5 m van de laatste bomenrij. Wat tevens belangrijk is: de depositie en uniformiteit in de boom werd niet beïnvloed door de luchtmengdop.

Figuur 4: De effecten van driftreducerende luchtmengdoppen berekend en gevisualiseerd voor appelbespuiting.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door IWT (project 080528), Bayer Crop Science en pcfruit

Spray cloud in the picture Reduction of environmental contamination and improvement of biological efficacy are the two main targets in the optimization of orchard sprayers. There’s a wide variety of air assisted orchard sprayer designs and plant training systems that are currently in use around the world. Both the environmental and biological efficacy of any spray application process is the result of the complex interaction between these various spray flow patterns and tree architectures besides the environmental condition . Therefore, finding the optimal combination between these different designs and the various tree architectures should be the first step in any optimization analysis. To this end, three different designs of air assisted orchard sprayers are compared in this work for the apple classical training system using computational fluid dynamics. The sprayer that performed well in terms of its on and off target deposition and deposition uniformity was then further optimized using different nozzle types and arrangements.

47

48


Modelleren van naoogstb ehandelingen met Biologische Controle Organismen Bij de bestrijding van bewaarziekten bij appel en peer zijn verschillende methoden beschikbaar. Standaard worden specifieke fungiciden tijdens de laatste weken voor de oogst toegepast in de boomgaard met de laatste behandeling liefst zo kort mogelijk bij de pluk, afhankelijk van de wachttijd van het middel. Naast deze specifieke vooroogstbehandelingen kunnen ook naoogstbehandelingen worden toegepast. De vandaag beschikbare methoden zijn dompelen/douchen en thermonebulisatie, beide met chemische middelen. Biologische bestrijding van bewaarziekten met Biologische Controle Organismen (BCO’s) biedt een veiliger en milieuvriendelijker alternatief en opent perspectieven voor de biologische en voor een verdere geïntegreerde teelt. Veel hangt af van de efficiëntie en uniformiteit van de toepassing. Die aspecten van naoogstbehandelingen met BCO’s kunnen echter geoptimaliseerd worden met wiskundige simulatiemodellen van het toepassingsproces.

Toepassingstechniek van BCO’s Het innovatieve aspect van het gebruik van BCO’s in naoogsttoepassingen ligt in de manier van verneveling in koelcel. Dit wordt nu meestal met verplaatsbare apparaten gedaan die de vloeistof waarin de BCO’s zich bevinden verspreiden door middel van een spuitdop die aangesloten aan het vloeistofreservoir, eventueel ondersteund door een luchtstroom. Op dit moment is er geen info beschikbaar over het proces van verneveling van biofungiciden en hoe verschillende technieken dit beïnvloeden.

BCO-behandelingen modelleren In dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van een beschikbaar Computational Fluid Dynamics (CFD) model dat ontwikkeld werd voor het berekenen van de verdeling en depositie van fungicidepartikels die verspreid worden met behulp van thermonebulisatie in bewaarruimten. Aangezien het hier gaat om verneveling van druppels met BCO’s zal het model moeten getest, aangepast en gevalideerd worden voor deze nieuwe technologie.

Het model houdt rekening met verschillende aspecten. Ten eerste kunnen de karakteristieken (druppelgrootte- en snel heid verdelingen, spuithoek, druppel-luchtinteracties, vloei stofeigenschappen) van de verneveling van biofungiciden aanzienlijk verschillen van die van traditionele spuitmiddelen. Ten tweede kunnen de fysische fenomenen (impactgedrag) van druppelafzetting in de stapel sterk verschillend zijn van deze bij vaste partikels (zoals bij thermonebulisatie). Tenslotte beïnvloedt de complexe geometrie van de stapeling in de koelcel de verspreiding doorheen de cel. Om hiermee rekening te houden wordt een zogenoemde multi schaal benadering gevolgd, waarbij het proces in detail wordt gemodelleerd voor één palox, waaruit modelparameters worden geschat voor gebruik in een model van een volledige koelcel. Variabiliteit van de BCO behandeling in een palox Figuur 2 toont een model van de lucht- en druppelstroming in een palox gevuld met appels die geïdealiseerd worden in een bolvorm. De figuur toont slechts de helft van de palox, waarbij symmetrie wordt aangenomen. De spuitnevel met druppels die variëren in grootte van 6 tot 85 µm wordt in de

Figuur. 1: BCO-toepassingen in de koelcel tijdens het experiment. Turbofogger 1.0 (links) en Swingtec LV 74 (rechts). Het foggen gebeurde door het luik in de koelceldeur.


Figuur 2: (a) Implementatie van DE-CFD (eindige elementen – Computational Fluid Dynamics) methode om de drukverschilcoëfficiEnten te berekenen van een volledig beladen plastic palox (met 380 kg fruit die voorgesteld werden door 1620 bollen met een diameter tussen 80 en 85 mm. Een halve stapel werd gesimuleerd. (b) Contour van de deeltjesdepositie op het fruiten paloxoppervlak en deeltjes afzetting binnenin de stapel.

richting van luchtstroom (~2.5 m/s) meegestuurd doorheen de palox vanuit een enkele spuitdop die geplaatst is op één meter van de kist. Alhoewel de luchtweerstand van de geladen kist zorgt voor een uniforme verdeling van de lucht over de palox, is dit niet noodzakelijk waar voor de druppelverdeling en –depositie in de kist. De druppels zetten zich in dit geval bij voorkeur af in de centrale zone en bovenaan in de kist.

Variabiliteit van de BCO-behandeling in een koelcel Het CFD-model van een koelcel kan gebruikt worden om de verdeling in een volledig geladen cel te berekenen. Figuur 3 toont trajecten van druppels doorheen een cel en tevens de depositiesnelheid op de paloxen waarbij het vernevelapparaat achter de stapel nabij de deur wordt geplaatst. De simulatie toont de situatie waarbij de verneveling ondersteund wordt door een relatief krachtige luchtstroom waardoor de nevel voornamelijk op de achterste paloxen wordt geblazen en de verdeling erg niet-uniform is.

Figuur 3: (Links) Gesimuleerde stroomlijnen van luchtstroom in een koelcel gevuld met 13 ton Jonagold appels in 33 plastic paloxen, elk 380 kg fruit bevattend. (Rechts) Contour van de deeltjesverdeling en -depositie in de koelcel berekend via de poreus mediumtechniek. Deze studie werd uitgevoerd in een koelcel (pcfruit).

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door het IWT (LA traject 110790), Belgische Fruitveiling, Limburgse Tuinbouwveiling, Veiling Borgloon, BASF, Boerenbond, Pcfruit vzw en uitgevoerd in samenwerking met pcfruit en ILVO T&V Agrotechniek.

Modeling postharvest treatments with biological control agents Different control methods are available for storage disease control. Most common are preharvest treatments with fungicides in the orchard. Postharvest treatments are an alternative, nowadays still applied for chemical products, but also a possibility for biological control agents (BCO). This treatment with BCO can be a safe and environment friendly alternative. The efficiency and uniformity of the application is very important. Therefore mathematical simulations were made to optimize these treatments with BCO.

49

50


Metabolische aanpassingen aan lage zuurstof Zuurstof is essentieel, ook voor groenten en fruit, om via de ademhaling energie te voorzien voor groei, ontwikkeling en onderhoud. Deze energie komt ten goede aan de ontwikkeling van bijvoorbeeld smaak, kleur en aromagerelateerde componenten. Tijdens gecontroleerde atmosfeer bewaring zullen vruchten hun metabolisme moeten afstemmen op de beperkte beschikbaarheid van zuurstof. Dit kan leiden tot een verminderde kwaliteit. In dit project wordt bekeken welke veranderingen het metabolisme precies ondergaat wanneer ze wordt blootgesteld aan lage zuurstofniveaus. Als modelsysteem wordt er gewerkt met tomatencellen.

Dynamische analyse van het celmetabolisme Als reactie op verlaagde zuurstofconcentraties in hun directe omgeving zullen cellen hun metabolisme gaan aanpassen. Dit kan zowel effect hebben op transportprocessen binnen de cel, op de toename en afname van bepaalde stofwisselings producten en ook op de snelheid van de betrokken opbouwen afbraakprocessen. Om dit te kunnen bestuderen zijn er experimenten uitgevoerd waarbij de veranderingen in con centraties en stromen van metabolieten in kaart zijn gebracht. Hiervoor zijn tomatencellen opgekweekt en in een bioreactor (Figuur 1) blootgesteld aan verschillende zuurstofconcentraties (21 %, 1 % en 0 %). Gedurende het 12 uur durende experiment werden stalen verzameld en geanalyseerd met de gaschromatograaf ge koppeld aan een massaspectrometer (GC-MS). Tijdens de experimenten werd 13C-gelabeld glucose toegevoegd waar door het mogelijk wordt te zien welke delen van het metabolisme meer of minder worden benut in antwoord op de dalende zuurstofconcentraties. Reacties op lage zuurstofniveaus De blootstelling van tomaten cellen aan lage zuurstofcondities leidde tot een ophoping van glucose-6-fosfaat en lactaat (Figuur 2).

Figuur 2: Het tijdsverloop van de concentratie aan glucose-6-fosfaat, lactaat, malaat en glutamaat bij de verschillende opgelegde zuurstofniveaus (rood: 21 %, blauw: 1 % en groen: 0 % kPa zuurstof).

Figuur 1: De bioreactor die werd gebruikt voor de experimenten onder gecon troleerde lage zuurstofcondities.


Figuur 3: Het tijdsverloop van het percentage 13C-label dat werd ingebouwd in glucose-6-fosfaat, lactaat, malaat en glutamaat bij de verschillende opgelegde zuurstofniveaus (rood: 21 %, blauw: 1 % en groen: 0 % kPa zuurstof). De 13C-label werd na vier uur, in de vorm van glucose aangeboden aan de tomatencellen. Vanaf dat moment wordt de 13C-label waargenomen in de verschillende metabolieten.

De ophoping van glucose-6-fosfaat gaat hand-in-hand met een verminderde inbouw van 13C-label wat duidt op een verminderde door stroming van suikers door het cen traal metabolisme (Figuur 3). De toename van lactaat duidt dan weer op een activatie van het fermentatiemetabolisme. Als gevolg van de lage zuurstofconcentraties namen de niveaus aan citraat en glutamaat af (Figuur 2), en dit gaat opnieuw gepaard met een verminderde inbouw van 13C-label (Figuur 3).

Het doel is om de huidige biochemische resultaten te combineren met onze kennis van de vruchtgeometrie en de gerelateerde transportverschijnselen om zo te komen tot een interpretatie op het niveau van de intacte vrucht.

Dit duidt op een verminderde aanmaak en dus een vermin derde activiteit van de citroenzuurcyclus. Gezien de belang rijke rol van de citroenzuurcyclus in de aanmaak van energie in de vorm van ATP heeft dit negatieve gevolgen voor de efficiëntie van de energievoorziening van de cel onder lage zuurstofcondities. Dit wordt echter gecompenseerd door de hogere doorstroming richting fermentatie waardoor de totale energieproductie toch gelijk blijft. Uit de verdere resultaten blijkt dat het metabolisme op diverse fronten wordt aangepast (Figuur 4) en dat de reactie op het lage zuurstofniveau niet beperkt blijft tot één deel in het bijzonder. Van cel naar vrucht Het uiteindelijk doel is om het gedrag van intacte vruchten beter te begrijpen. Twee belangrijke argumenten voor de keus van losse eenvormige cellen in plaats van complex gestructureerde vruchten is het gegeven dat de diffusiebarrière in de cellen tot een minimum is gereduceerd en dat de cellen zich beter lenen voor het opnemen van 13C-gelabeld substraat wat in een intacte vrucht ondenkbaar is.

Figuur 4: Een metabolische kaart met daarop de relatieve concentraties van de verschillende metabolieten van het centraal metabolisme 12 uur na het introduceren van de verschillende zuurstofniveau (rood: 21 %, blauw: 1 % en groen: 0 % kPa zuurstof).

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door het Onderzoeksfonds van KU Leuven (DBOF/08/033)

Metabolic adaptations to low oxygen Oxygen plays a role in fruit development as it enables cells to respire and thus to produce energy needed for metabolism, the end products of which include the production of metabolites involved in the control of taste, colour, aroma and other fruit quality attributes. Under controlled atmosphere storage, fruits must re-configure their metabolism to cope with the reduced oxygen levels. This re-configuration might lead to reduced production of good quality attributes and the development of undesirable components. This research aims to understand the metabolic changes plant cells undergo when exposed to low oxygen levels like the ones applied during CA storage.

51

52


Infor matiever spr eiding Deelname aan symposia en congressen • Insidefood Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013 • 7th International Conference on Functional – Structural Plant Models. Saariselkä, Finland, 9-14 June 2013 • 11th Conference of the International Society for Plant Anaerobiosis. Philippines, 6-11 October 2013 • International Controlled & Modified Atmosphere Research Conference. Trani - Italy, 3-7 June 2013 • ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics. Minneapolis - USA, 9-13 June 2013 • International Conference on Tomography of Materials and Structures. Ghent, 1 july 2013 • 2nd IIR International Conference on Sustainability and the Cold Chain. Paris, France, 2 – 4 April 2013 • Suprofruit Conference 2013. Valencia, 26-28 June 2013 • Workshop on Modelling Spray Drift from Ground based Applications. UK, 10-11 June 2013 • International conference of Agricultural Engineering. Valencia, 8-12 July 2012 • Managing Quality in Chains. Cranfield, 2-5 September 2013 • International Conference on Tomography of Materials and Structures ICTMS 2013. Ghent, 1-5 July 2013 • InsideFood: X-ray CT for quantitative food microstructure engineering. Food Structures, Digestion and Health. Melbourne, Australia, 21-24 October 2013 • Sensing Technologies for Biomaterial, Food, and Agriculture 2013. Yokohama, Japan, 23-26 April 2013

Voordrachten • Dynamisch gecontroleerde bewaring: iets voor onze rassen? Studiedag pitfruit. 18/01/2013 • Bewaring van oogstproducten. B-cursus Zoersel. 30/01/2013 • Plukdatumbepaling Corina. Corina telers LTV. 18/02/2013 • Bewaring fruit. B-Cursus. 27/02/2013 • Vervanging van R22. Groene Kring. 12/04/2013 • Conditionering van fruit en groenten. Groene Kring. 15/04/2013 • Segmentatievergadering tomaat en paprika. LAVA. 17/06/2013 • Segmentatievergadering tomaat en paprika. LAVA. 19/08/2013 • Fleischbräune beim Apfel. Seminar KOB Bavendorf, Duitsland. 20/08/2013 • Fleischbräune beim Apfel. Seminar ACW Wädenswill, Zwitserland. 21/08/2013 • Plukdata en bewaaradviezen. Pomologische vereniging OostVlaanderen. 23/08/2013 • Plukdata en bewaaradviezen. Veiling Haspengouw. 26/08/2013 • Vruchtvleesbruin bij Kanzi. GKE. Tobi SeeObst. Zwitserland. 28/08/2013 • Plukdata en bewaaradviezen, resultaten Smartfresh op peer. Belorta hardfruittelers. 29/08/2013 • Plukdata en bewaaradviezen, resultaten Smartfresh op peer. BFV. 03/09/2013 • Dates de cueillette et conseils de conservation. BFV franstalige telers. 03/09/2013 • Segmentatievergadering tomaat en paprika. LAVA. 14/10/2013

Publicaties Publicaties in de vakpers • Schenk, A., Verboven, P., Nicolaï, B., 2012. Dynamisch gecontroleerde atmosfeer (DCA) volgens KU Leuven en VCBT: zonder extra sensoren. Fruitteeltnieuws 3: 9-11 • De Roeck, A., Verlinden, B., Pinxteren, D, Wittemans, L., Van Steenkiste, J., Buysens, S., 2013. Doorteelt losse en trostomaten. Flandria Special 2013: 6-8

• Verlinden, B., Wittemans, L., Van Steenkiste, J., Buysens, S., 2013. Flandria tomaten zijn lekkere tomaten! Flandria Special 2013: 12-13 • De Roeck, A., Verlinden, B., Van Kerck, L. , Van Steenkiste, J., Sauviller, C., 2013. Rassenonderzoek paprika een vaste waarde. Flandria Special 2013: 16-17 • De Roeck, A., Buysens, S., Van Steenkiste, J., 2013. Diversificatie van het witloofaanbod. Flandria Special 2013: 32 • Jacobs, B., Verlinden, B., Decombel, A., Bleyaert, P, Van Lommel, J., Leenknegt, I., 2013. Verbetering houdbaarheid veldsla en kropsla. Flandria Special 2013: 42 • Schenk, A., Hertog, M., Lammertyn, J., 2013. Chip berekent houdbaarheid van groenten en fruit in de keten. Proeftuinnieuws 7: 22-23 • Schenk, A., Verlinden, B., Geeraerd, A., Verboven, P., Gwanpua, S., Nicolaï, B., 2013. Kwaliteit en energieverbruik van koudeketen in beeld. Proeftuinnieuws 7: 28-29 • Schenk, A., 2013. Fruitbewaring zonder R22: moeilijk gaat ook. Fruitteeltnieuws 7: 34-35 • Schenk, A. en Verlinden B., 2013. VCBT vernieuwt haar bewaarinfrastructuur. Fruitteeltnieuws 7: 18-19 • Hertog, M., Schenk, A. , Buysens, S., Melis, P., Boonen, M., Nicolaï., B., 2013. Ontwikkeling van een kennis gebaseerd kwaliteitssysteem voor aardbei. Fruitteeltnieuws 9: 22-24 • Hertog, M., Schenk, A. , Buysens, S., Melis, P., Boonen, M., Nicolaï., B., 2013. Ontwikkeling van een kennis gebaseerd kwaliteitssysteem voor aardbei: Implementatie. Fruitteeltnieuws 10: 33-34 • Hertog, M., Schenk, A. , De Roeck, A., Buysens, S., Melis, P., Boonen, M., 2013. Aardbeiproject realiseert handig platform voor kwaliteitsmeting. Proeftuinnieuws 11:14-15 • Schenk, A. , Verlinden B., 2013. VCBT vernieuwt haar bewaarinfrastructuur. Proeftuinnieuws 11: 16-17 • Jacobs, B., Verlinden B., Decombel, A., Bleyaert, P., Van Lommel, J., Vandevelde, I., 2013. Kwaliteit veldsla grotendeels afhankelijk van bewaarmethode. Proeftuinnieuws 11: 18-19 • Verlinden B., Jacobs, B., Decombel, A., Bleyaert, P., Van Lommel, J., Vandevelde, I., 2013. Houdbaarheid rassen kropsla verschilt. Proeftuinnieuws 11: 20-22 • Schenk, A., Verlinden B., 2013. Nieuwe IWT projecten. Energiezuinige koeling van groenten en fruit. Proeftuinnieuws 11: 33 • Schenk, A., Bessemans, N., Verboven, P., 2013. Energiezuinige koeling van groenten en fruit. Fruitteeltnieuws 12: 34-35 • Schenk, A., 2003. Met de inkoeling staat of valt de kwaliteit in de keten. Fruitteeltnieuws 13:20-21 • Schenk, A., 2013. Laatste klusjes voor de pluk: is de koelcel in orde? Fruitteeltnieuws 14-15:8-9 • Schenk, A., 2013. Bewaring en houdbaarheid van kleinfruit. Fruitteeltnieuws 14-15: 25-27 • Schenk, A., 2013. Het hoe en wat van plukdata. Fruitteeltnieuws 16: 4-6 • Schenk, A., 2013. Plukdata en bewaarcondities voor 2013. Belgische Fruitrevue 09: 2-4 • Schenk, A., 2013. Bewaring van kolen, groot en klein. Proeftuinnieuws 16: 29-30 • Schenk, A., 2013. Doe zelf eens een rijpheidstest. Veilingklokje sept 2013 • Schenk, A., 2013. Plukdata appel en peer. Eburonnews sept 2013 • Schenk, A., 2013. Plukdata en bewaaradviezen 2013. Fruitteeltnieuws 17: 9 • De Roeck, A., Pinxteren, D., Van Steenkiste, J., Wittemans, L., 2013. Grovere rassen veroveren de segmentatie. Proeftuinnieuws 17: 11-18 • De Roeck, A., Pinxteren, D., Van Steenkiste, J., Wittemans, L., 2013. Gevestigde waarden houden stand. Proeftuinnieuws 17: 20-24 • De Roeck, A., Pinxteren, D., Van Steenkiste, J., Wittemans, L., 2013. Gevestigde waarden houden stand. Proeftuinnieuws 17: 20-24 • Bobelyn, E., 2013. Blutsschade bij het sorteren van fruit: do’s en don’ts. Fruitteeltnieuws 19-20: 12-13


• Van Roy, J., Van Dael, M., De Ketelaere, B., Verboven, P., Saeys, W., 2013. PicknPack: Flexibele robots voor het verpakken van verse en kant-en-klare voedingsproducten. Fruitteeltnieuws 19-20: 14-15 • Verboven, P., Herremans, E., Van Dael, M., Nicolaï, B., 2013. Inwendige kwaliteitscontrole op sorteerlijnen met X-stralen en magnetische resonantie (MR). Fruitteeltnieuws 19-20: 16-17 • Smeets, B., Odenthal, T., Keresztes, J., Vanmaercke, S., Ramon, H., 2013. Virtueel fruit: hoe computersimulaties helpen bij preventies van blutsschade. Fruitteeltnieuws 19-20: 18-19 • Schenk, A., 2013. Energiezuinige koeling van fruit. BFVision 10-11-12/2013: 11

Manuals • Plukboekje: Voorbereiding van de pluk. Juli 2013.

Publicaties in tijdschriften met international leescomité • Abera, M., Fanta, S., Verboven, P., Ho, Q., Carmeliet, J., Nicolai, B. (2013). Virtual Fruit Tissue Generation Based on Cell Growth Modelling. Food and Bioprocess Technology, 6 (4), 859-869. • Ampofo-Asiama, J., Baiye Mfortaw Mbong, V., Hertog, M., Waelkens, E., Geeraerd, A., Nicolai, B. (2013). The metabolic response of cultured tomato cells to low oxygen stress. Plant Biology, art.nr. 10.1111/plb.12094. • Aregawi, W., Defraeye, T., Saneinejad, S., Vontobel, P., Lehmann, E., Carmeliet, J., Derome, D., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Dehydration of apple tissue: Intercomparison of neutron tomography with numerical modelling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 67, 173-182. • Aregawi, W., Defraeye, T., Verboven, P., Herremans, E., De Roeck, G., Nicolai, B. (2013). Modelling of coupled water transport and large deformation during dehydration of apple tissue. Food and Bioprocess Technology, 6 (8), 1963-1978. • Cantre, D., Herremans, E., Verboven, P., Ampofo-Asiama, J., Nicolai, B. (2013). Characterization of the 3-D microstructure of mango (Mangifera indica L. cv. Carabao) 2 during ripening using X-ray computed microtomography. Innovative Food Science & Emerging Technologies. • Defraeye, T., Blocken, B., Koninckx, E., Hespel, P., Verboven, P., Nicolai, B., Carmeliet, J. (2013). Cyclist drag in team pursuit: influence of cyclist sequence, stature and arm spacing. Journal of Biomechanical Engineering, 136 (1), 011005-011005. • Defraeye, T., Gross, D., Holat, C., Herremans, E., Verboven, P., Verlinden, B., Nicolai, B. (2013). Application of MRI for tissue characterisation of ‘Braeburn’ apple. Postharvest Biology and Technology, 75, 96-105. • Defraeye, T., Lambrecht, R., Tsige, A., Delele, M., Opara, L., Cronjé, P., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Forced-convective cooling of citrus fruit: package design. Journal of Food Engineering, 118, 8-18. • Defraeye, T., Verboven, P., Derome, D., Carmeliet, J., Nicolai, B. (2013). Stomatal transpiration and droplet evaporation on leaf surfaces by a microscale modelling approach. International Journal of Heat and Mass Transfer, 65, 180-191. • Defraeye, T., Verboven, P., Ho, Q., Nicolai, B. (2013). Convective heat and mass exchange predictions at leaf surfaces: applications, methods and perspectives. Computers and Electronics in Agriculture, 96, 180-201. • Defraeye, T., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). CFD modelling of flow and scalar exchange of spherical food products: turbulence and boundary-layer modelling. Journal of Food Engineering, 114 (4), 495-504. • Erkinbaev, C., Herremans, E., Nguyen, N., Jakubczyk, E., Verboven, P., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Contactless and non-destructive differentiation of microstructures of sugar foams by hyperspectral scatter imaging. Innovative Food Science & Emerging Technologies. • Fanta, S., Abera, M., Ho, Q., Verboven, P., Carmeliet, J., Nicolai, B. (2013). Microscale modeling of water transport in fruit tissue. Journal of Food Engineering, 118 (2), 229-237.

• Gwanpua, S., Verlinden, B., Hertog, M., Van Impe, J., Nicolai, B., Geeraerd, A. (2013). Towards flexible management of postharvest variation in fruit firmness of three apple cultivars. Postharvest Biology and Technology, 85, 18-29. • Hatoum, D., Buts, K., Hertog, M., Geeraerd, A., Schenk, A., Vercammen, J., Nicolai, B. (2013). Effects of Pre- and Postharvest Factors on Browning in Braeburn. Horticultural Science. • Herremans, E., Bongaers, E., Estrade, P., Gondek, E., Hertog, M., Jakubczyk, E., Nguyen, N., Rizzolo, A., Saeys, W., Spinelli, L., Torricelli, A., Vanoli, M., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Microstructure-texture relationships of aerated sugar gels: novel measurement techniques for analysis and control. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 18, 202-211. • Herremans, E., Verboven, P., Bongaers, E., Estrade, P., Verlinden, B., Wevers, M., Hertog, M., Nicolai, B. (2013). Characterisation of ‘Braeburn’ browning disorder by means of X-ray micro-CT. Postharvest Biology and Technology, 75, 114-124. • Herremans, E., Verboven, P., Defraeye, T., Rogge, S., Ho, Q., Hertog, M., Verlinden, B., Bongaers, E., Wevers, M., Nicolai, B. (2013). X-ray CT for quantitative food microstructure engineering: The apple case. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research B. • Ho, Q., Carmeliet, J., Datta, A., Defraeye, T., Delele, M., Herremans, E., Opara, L., Ramon, H., Tijskens, E., van der Sman, R., Van Liedekerke, P., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Multiscale modeling in food engineering. Journal of Food Engineering, 114 (3), 279-291. • Ho, Q., Verboven, P., Fanta, S., Abera, M., Retta, M., Herremans, E., Defraeye, T., Nicolai, B. (2013). A multiphase pore scale network model of gas exchange in apple fruit. Food and Bioprocess Technology, DOI 10.1007/s11947-012-1043-y. • Ho, Q., Verboven, P., Verlinden, B., Schenk, A., Nicolai, B. (2013). Controlled atmosphere storage may lead to local ATP deficiency in apple. Postharvest Biology and Technology, 78, 103-112. • Micholt, E., Jans, D., Callewaert, G., Bartic, C., Lammertyn, J., Nicolai, B. (2013). Extracellular recordings from rat olfactory epithelium slices using micro electrode arrays. Sensors and Actuators B, Chemical, 184, 40-47. • Nguyen, N., Erkinbaev, C., Tsuta, M., De Baerdemaeker, J., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Spatially resolved diffuse reflectance in the visible and near-infrared wavelength range for non-destructive quality assessment of Braeburn apples. Postharvest Biology and Technology, 91, 39-48. • Nguyen, N., Rizzolo, A., Herremans, E., Vanoli, M., Cortellino, G., Erkinbaev, C., Tsuta, M., Spinelli, L., Contini, D., Torricelli, A., Verboven, P., De Baerdemaeker, J., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Optical properties-microstructure-texture relationships of dried apple slices: spatially resolved diffuse reflectance spectroscopy as a novel technique for analysis and process control. Innovative Food Science & Emerging Technologies. • Rogge, S., Beyene, S., Herremans, E., Hertog, M., Defraeye, T., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). A Geometrical Model Generator for Quasi-Axisymmetric Biological Products. Food and Bioprocess Technology. • Tsige, A., Delele, M., Defraeye, T., Ho, Q., Opara, L., Nicolai, B. (2013). The use of CFD to characterize and design post-harvest storage facilities: Past, present and future. Computers and Electronics in Agriculture, 93, 184-194. • Tsige, A., Verboven, P., Defraeye, T., Schenk, A., Opara, U., Nicolai, B. (2013). Effect of box materials on the distribution of 1-MCP gas during cold storage: a CFD study. Journal of Food Engineering. • Tsige, A., Verboven, P., Defraeye, T., Tijskens, E., Schenk, A., Opara, U., Nicolai, B. (2013). Porous medium modeling and parameter sensitivity analysis of 1-MCP distribution in boxes with apple fruit. Journal of Food Engineering, 119 (1), 13-21. • Tsige, A., Verboven, P., Delele, M., Defraeye, T., Tijskens, E., Schenk, A., Verlinden, B., Opara, U., Nicolai, B. (2013). CFD-Based Analysis of 1-MCP Distribution in Commercial Cool Store Rooms: Porous Medium Model Application. Food and Bioprocess Technology, art.nr. DOI 10.1007/s11947-013-1190-9.

53

54


• Tsige, A., Verboven, P., Delele, M., Defraeye, T., Tijskens, E., Schenk, A., Nicolai, B. (2013). CFD modelling of the 3D spatial and temporal distribution of 1-methylcyclopropene in a fruit storage container. Food and Bioprocess Technology, 6 (9), art.nr. DOI: 10.1007/s11947012-0913-7, 2235-2250. • Van de Poel, B., Bulens, I., Oppermann, Y., Hertog, M., Nicolai, B., Sauter, M., Geeraerd, A. (2013). S-adenosyl-L-methionine (SAM) usage during climacteric ripening of tomato in relation to ethylene and polyamine biosynthesis and transmethylation capacity. Physiologia Plantarum, 148 (2), 176-188. • Vandendriessche, T., Nicolai, B., Hertog, M. (2013). Optimization of HS SPME fast GC-MS for the analysis of strawberry aroma. Food Analytical Methods, 6 (2), 512-520. • Vandendriessche, T., Schäfer, H., Verlinden, B., Humpfer, E., Hertog, M., Nicolai, B. (2013). High-throughput NMR based metabolic profiling of Braeburn apple in relation to internal browning. Postharvest Biology and Technology. • Verboven, P., Herremans, E., Borisjuk, L., Helfen, L., Ho, Q., Tschiersch, H., Fuchs, J., Nicolai, B., Rolletschek, H. (2013). Void space inside the developing seed of Brassica napus and the modelling of its function. The New Phytologist, 199 (4), 936-947. • Verboven, P., Nemeth, A., Abera, M., Bongaers, E., Daelemans, D., Estrade, P., Herremans, E., Hertog, M., Saeys, W., Vanstreels, E., Verlinden, B., Leitner, M., Nicolai, B. (2013). Optical coherence tomography visualizes microstructure of apple peel. Postharvest Biology and Technology, 78, 123-132. • Verbruggen, B., Tóth, T., Atalay, Y., Ceyssens, F., Verboven, P., Puers, R., Nicolai, B., Lammertyn, J. (2013). Design of a flow controlled asymmetric droplet splitter using computational fluid dynamics. Microfluidics and Nanofluidics, 15 (2), 243-252. • Watté, R., Nguyen, N., Aernouts, B., Erkinbaev, C., De Baerdemaeker, J., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Metamodeling approach for efficient estimation of optical properties of turbid media from spatially resolved diffuse reflectance measurements. Optics Express, 21 (23), 32630-32642.

Mededelingen op congressen • Abera, M., Fanta, S., Herremans, E., Defraeye, T., Ho, Q., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Application of virtual fruit tissue geometries to postharvest studies. INSIDEFOOD Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013, Abstract No. 198. • Abera, M., Fanta, S., Retta, M., Herremans, E., Defraeye, T., Ho, Q., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Application of virtual fruit tissue geometries to postharvest studies. proceedings of InsideFood Symposium 2013. INSIDEFOOD Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013. • Abera, M., Verboven, P., Defraeye, T., Hertog, M., Defraeye, T., Nicolai, B. (2013). A novel plant cell division algorithm based on ellipse/ellipsoid fitting. In Sievänen, R. (Ed.), Nikinmaa, E. (Ed.), Godin, C. (Ed.), Lintunen, A. (Ed.), Nygren, P. (Ed.), Proceedings of the 7 th International Conference on Functional - Structural Plant Models, Saariselkä, Finland, 9 - 14 June. 7th International Conference on Functional – Structural Plant Models. Saariselkä, Finland, 9-14 June 2013 (art.nr. 614) (pp. 30-32). • Ampofo-Asiama, J., Baiye Mfortaw Mbong, V., Hertog, M., Waelkens, E., Geeraerd, A., Nicolai, B. (2013). Unraveling the adaptive response of Lycopersicum esculentum cell suspension culture to low-O2 stress anoxia through metabolome and fl uxome analysis. 11th Conference of the International Society for Plant Anaerobiosis. Philippines, 6-11 October 2013. • Aregawi, W., Defraeye, T., Vontobel, P., Lehmann, E., Carmeliet, J., Derome, D., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Study of water distribution and shrinkage of apple tissue during dehydration with neutron tomography and finite element modeling. InsideFood Symposium 2013. InsideFood Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013.

• Buts, K., Hatoum, D., Carpentier, S., Hertog, M., Nicolai, B. (2013). Evolution of Browning in Apple during CA Storage: A Proteomics Approach. International Controlled & Modified Atmosphere Research Conference. Trani - Italy, 3-7 June 2013. • Buts, K., Michielssens, S., Hayakawa, E., Hertog, M., Nicolai, B., Carpentier, S. (2013). Improving the identification rate of data independent label-free quantitative analysis: A proteomics case study on apple fruit. ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics. Minneapolis - USA, 9-13 June 2013. • Cantre, D., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Characterization of the 3-D cellular structure of mango (Mangifera indica L. cv. Carabao) during shilling injury development using X-ray computed microtomography. . InsideFood Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013. • Defraeye, T., Aregawi, W., Cantre, D., Hartmann, S., Lehmann, E., Carmeliet, J., Verboven, P., Derome, D., Nicolai, B. (2013). The hydraulic architecture of leaves from neutron tomography. . International Conference on Tomography of Materials and Structures. Ghent, 1 july 2013 • Defraeye, T., Lambrecht, R., Tsige, A., Opara, L., Delele, M., Cronje, P., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Intercomparison of package designs for cooling of citrus fruit by experimental and numerical analysis. 2nd IIR International Conference on Sustainability and the Cold Chain. Paris (pp. 1-8). • Defraeye, T., Verboven, P., Carmeliet, J., Derome, D., Nicolai, B. (2013). Transpiration from stomata via the leaf boundary layer: a microscale modelling approach. International Conference on Functional Structural Plant Modelling. Saariselka, Finland, 9-14 June 2013. • Duga, A., Defraeye, T., Hendrickx, N., Dekeyser, D., Nuyttens, D., Nicolai, B., Verboven, P. (2013). Sprayer-canopy characterization using field experiments and CFD modelling. spray application techniques in fruit growing: vol. 12. Suprofruit Conference 2013. Valencia, 26-28 June 2013, 100-102. • Duga, A., Defraeye, T., Hendrickx, N., Dekeyser, D., Nuyttens, D., Nicolai, B., Verboven, P. (2013). Modeling spray drift from air assisted orchard sprayers using CFD. Workshop on Modelling Spray Drift from Ground based Applications. UK, 10-11 June 2013. • Duga, A., Endalew, A., Hendrickx, N., Goossens, T., Dekeyser, D., Nuyttens, D., Nicolai, B., Verboven, P. (2013). Computational fluid dynamics modelling of orchard sprayer performance: machine type and operational parameters characterization. In R. Suay (Ed.), First international symposium on CFD applications in Agriculture: Vol. 1008 (2013). International conference of Agricultural Engineering. Valencia, 8-12 July 2012 (art.nr. C0963) (pp. 251-258) Acta Horticulturae. • Erkinbaev, C., Herremans, E., Nguyen, N., Verboven, P., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Differentiation of microstructures of sugar foams by non-contact hyperspectral scatter imaging. . InsideFood Symposium. Leuven, 9-12 April 2013 (pp. 1-6). • Fanta, S., Aregawi, W., Abera, M., Ho, Q., Verboven, P., Nicolai, B. (2013). Microscale modelling of water transport coupled with mechanistic model. INSIDEFOOD Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013. • Gwanpua, S., Van Buggenhou, S., Verlinden, B., Nicolai, B., Hendrickx, M., Geeraerd, A. (2013). Understanding the role of cell wall degrading enzymes in softening of Jonagold apples during controlled atmosphere storage. Managing Quality in Chains. Cranfield, 2-5 September 2013. • Gwanpua, S., Verboven, P., Verlinden, B., Leducq, D., Evans, J., Brown, T., Nicolai, B., Geeraerd, A. (2013). Multi-objective optimization of storage temperature of apple to minimise energy use. . International conference on sustainability and the cold chain. Paris, France, 2 – 4 April 2013. • Gwanpua, S., Verboven, P., Verlinden, B., Van der Sluis, S., Wissink, E., Evans, J., Brown, T., Leducq, D., Alvarez, G., Taoukis, P., Stahl, V., Thuault, D., Claussen, I., Indergård, E., Nicolai, B., Geeraerd, A. (2013). A quality, energy and environmental assessment tool for the


•

•

•

•

•

•

•

European cold chain. . International conference on sustainability and the cold chain. Paris, France, 2 – 4 April 2013, 2 – 4 April 2013. Gwanpua, S., Vicent, V., Verlinden, B., Hertog, M., Nicolai, B., Geeraerd, A. (2013). Modelling biological variation in the skin background colour of ‘Jonagold’ apples during controlled atmosphere storage. . International Controlled and Modified Atmosphere Research Conference. Trani, Italy, 3 - 7 June 2013. Hatoum, D., Hertog, M., Geeraerd, A., Nicolai, B. (2013). Browning in ‘Braeburn’: A Metabolomics Approach for Biomarker Identification. CAMA. Trani, Italy, 3-7 June 2013. Herremans, E., Verboven, P., Bongaers, E., Estrade, P., Verlinden, B., Wevers, M., Nicolai, B. (2013). Isolation of single cells and pores for the characterisation of 3D fruit tissue microstructure based on X-ray micro-CT image analysis. InsideFood Symposium. Leuven, 9-12 April 2013. Herremans, E., Verboven, P., Defraeye, T., Rogge, S., Ho, Q., Hertog, M., Verlinden, B., Bongaers, E., Estrade, P., Wevers, M., Nicolai, B. (2013). X-ray CT for quantitative food microstructure engineering: The apple case. International Conference on Tomography of Materials and Structures ICTMS 2013. Ghent, 1-5 July 2013. Herremans, E., Verboven, P., Verlinden, B., Hertog, M., Wevers, M., Nicolai, B. (2013). InsideFood: X-ray CT for quantitative food microstructure engineering. Food Structures, Digestion and Health. Melbourne, Australia, 21-24 October 2013. Nguyen Do Trong, N., Erkinbaev, C., Tsuta, M., De Baerdemaeker, J., Nicolai, B., Saeys, W. (2013). Spatially resolved spectroscopy for nondestructive quality measurements of Braeburn apples cultivated in sub-fertilization condition. In Kondo, N. (Ed.), Proceedings of SPIE: Vol. 8881. Sensing Technologies for Biomaterial, Food, and Agriculture 2013. Yokohama, Japan, 23-26 April 2013 (pp. 1-7). Nguyen Do Trong, N., Tsuta, M., Erkinbaev, C., Mathijs, F., Moreda, G., Barreiro, P., Verboven, P., Nicolai, B., Saeys, W. (2013).

Nondestructive quality evaluation and monitoring of Braeburn apples by Spatially Resolved Spectroscopy. . InsideFood Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013 (pp. 1-6). • Tsige, A., Verboven, P., Delele, M., Defraeye, T., Tijskens, E., Schenk, A., Nicolai, B. (2013). Cfd based analysis of the 3d spatial and temporal distribution of 1-methylcyclopropene in apple fruit storage. In Suay, R. (Ed.), Ist International Symposium on CFD Applications in Agriculture: Vol. 1. International conference of agricultural engineering CIGR-AgEng 2012. Valencia Conference Centre, Valencia, Spain, 8-12 july 2012 (art.nr. 1008_21) (pp. 165-170) International Society for Horticultural Science. • Van Dyck, T., Verboven, P., Wevers, M., Claes, J., Nicolai, B. (2013). Imaging and characterisation of microstructural heterogeneity in bread. Proceedings of the 1st International Conference on Tomography of Materials and Structures. International Conference on Tomography of Materials and Structures. Ghent, Belgium, 1-5 July 2013 (pp. 77-80). Gent: UGent. • Verboven, P., Herremans, E., Ho, Q., Stoops, J., Morren, S., Van Dyck, T., Claes, J., Nicolai, B., Van Campenhout, L. (2013). Analysis of X-ray CT images of the microstructure of bakery products for optimizing MA packaging. Inside Food Symposium - Book of Abstracts. Inside Food Symposium. Leuven, Belgium, 9-12 April 2013, 37-38.

Doctoraten • Fanta, Solomon (2013). Microscale Modeling of Water Transport in Fruit Tissue. • Tsige, Alemayehu Ambaw (2013). Modeling of 1-MCP transport in apple cool stores by means of computational fluid dynamics. • Van de Poel, Bram (2013). Ethylene biosynthesis during climacteric ripening of tomato - A systems biology approach.

55

ja a rv er s l ag 20 1 3

Vlaams Centrum voor Bewaring van Tuinbouwproducten Willem De Croylaan 42 • B-3001 Heverlee Tel. +32-16-32 27 32 • Fax +32-16-32 29 55 www.vcbt.be • [email protected] AN•HO design

56

jaarverslag inhoud

Recommend Documents