project - EIP-AGRI Operational Group

Innovative bioproducts for fruit protection at storage
BIOPRODUSE INOVATIVE PENTRU PROTECTIA FRUCTELOR LA DEPOZITARE

To download the project in a PDF format, please click on the print button and save the page as PDF
Currently showing page content in native language where available

Objectives

The objective of the project is the development of an operational group in the field of fruit growing by obtaining bio-products for the protection of fruits at storage. Fruit growers face problems due to the fact that after harvest the fruit quality is affected by the degradation caused by physical, chemical and biological factors. Scientific research has shown that this process can be slowed down by applying bioproducts whose formula should be correlated with the duration and storage conditions and the fruit species.

Objectives

Obiectivul proiectului este functionalizarea unui grup operațional în domeniul pomiculturii, prin obtinerea de bioproduse pentru protectia fructelor la depozitare. Pomicultorii se confrunta cu probleme date de faptul ca dupa recoltare calitatea fructelor este afectata de degradarea cauzata de factori fizici, chimici si biologici. Cercetarile stiintifice au demonstrat ca acest proces poate fi incetinit prin aplicarea unor bioproduse a caror formula trebuie corelata cu durata si conditiile de depozitare si cu tipul de fructe.

Activities

The bioproducts formulations, with specific biological activities, will be designed and tested to reduce fruit degradation. The main expected results are:
-Establishment and functioning of the fruit growing operational group in order to obtain bioproducts that contribute to the preservation of the fruit quality during the storage period;
-Bioproduct formulation;
-Developing, demonstrating and transfering the innovative technology to obtain bio-products;
-Elaboration, demonstration and transfer of the bioproduc application methodology

Activities

Vor fi proiectate si testate formule de bioproduse cu activitati biologice specifice care sa reduca degradarea fructelor.
Principalele rezultate asteptate sunt:
- înființarea și funcționalizarea grupului operațional în domeniul pomiculturii cu scopul obtinerii de bioproduse care sa contribuie la pastrarea calitatii fructelor in perioada de depozitare;
- formularea bioproduselor
- elaborarea, demonstrarea si transferarea tehnologiei inovative de obtinere a bioproduselor
- elaborarea, demonstrarea si transferarea metodologiei de aplicare a bioproduselor

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014RO06RDNP001 Programul Național de Dezvoltare Rurală pentru perioada 2014 - 2020
Location
Main geographical location
Dâmboviţa

EUR 497 563.00

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

Resources

Currently showing page content in native language where available

9 Practice Abstracts

Different recipes of edible coatings were formulated for several fruit species and their effects were evaluated by testing them on fresh fruits. The fruit species were chosen from those that are grown in the geographical area covered by the key partners of the operational group, both in classical and ecological systems. Thus, the fruits for which edible coatings were formulated were: apples, pears, plums, cherries and blueberries. The fruits chosen are of interest to the members of the operational group, representing traditional fruits for production in the geographical areas where they operate, but also fruits of interest for the diversification of production in the future. In all cases, the skin/peel of the fruit can be eaten together with the pulp, so these fruits are an excellent material for coating with edible coatings. Fruits were harvested from members' orchards at the commercial ripeness stage and immediately transported to the laboratory. For each test variant, fruits with a relatively equal weight were used. The fruit test is a generally accepted experimental model, being a technique currently used to evaluate the resistance of phytopathogens to different products or plant varieties, under laboratory conditions. The fruit test has proven to be a practical solution due to its simplicity, which can substantially reduce both the costs and duration of a screening program.

Au fost formulate diferite rețete de acoperiri comestibile pentru mai multe specii de fructe si au fost evaluate efectele acestora prin testarea pe fructe proaspete. Speciile de fructe au fost alese dintre cele care se cultiva in aria geografica acoperita de partenerii cheie ai grupului operațional, atât în sistem clasic, cât și ecologic. Astfel, fructele pentru care s-au formulat acoperiri comestibili au fost: mere, pere, prune, cireșe și afine. Fructele alese sunt de interes pentru membrii grupului operațional, reprezentând fructe tradiționale pentru producția din zonele geografice in care aceștia își desfășoară activitatea, dar si fructe de interes pentru diversificarea producției in viitor. In toate cazurile, pielea/coaja fructelor poate fi consumată împreună cu pulpa, astfel încât aceste fructe sunt un material excelent pentru acoperirea cu învelișuri comestibile. Fructele au fost recoltate din livezile membrilor în stadiul de maturare comercială și transportate imediat la laborator. Pentru fiecare varianta de testare s-au utilizat fructe cu o greutate relativ egala. Testul pe fructe reprezintă un model experimental general acceptat, fiind o tehnică utilizată în mod curent pentru a evalua rezistența fitopatogenilor la diferite produse sau pe diverse soiuri de plante, în condiții de laborator. Testul pe fructe s-a dovedit a fi o soluție practică datorită simplității sale, care poate reduce în mod substanțial atât costurile, cât și durata unui program de screening. 

Consumer demands for the reduction of chemical food additives have encouraged researchers and producers to look for alternative natural substances with antibacterial and antioxidant properties to extend the shelf life of fresh fruit. The effect of adding plant extracts to the matrix of natural gum films on their properties was analyzed. Using natural gum to develop an edible coating helps improve material recyclability and is a good alternative to synthetic packaging. Moreover, natural gum plays an important role as a biodegradable and environmentally friendly edible coating for improving the post-harvest characteristics and shelf life of fruits. Natural gum consists of natural polymers based on carbohydrates/polysaccharides obtained from natural/renewable sources. also, natural gums are hydrocolloid in nature and are used as a water binder and also act as a good support for natural antioxidant and antimicrobial agents. It was found that protective layers applied immediately after the post-harvest period extend the storage period, regulate respiration, inhibit moisture loss and protect against pathogens.



 

Cererile consumatorilor privind reducerea aditivilor chimici alimentari i-au încurajat pe cercetători și producători să caute substanțe naturale alternative cu proprietăți antibacteriene și antioxidante, pentru a prelungi perioada de depozitare a fructelor prospete. A fost analizat efectul adăugării de extracte pe bază de plante la matricea filmelor de gumă naturală asupra proprietăților acestora. Utilizarea gumei naturale pentru a dezvolta un strat comestibil ajută la îmbunătățirea reciclabilității materialelor și este o alternativă bună la ambalajele sintetice. Mai mult, guma naturală joacă un rol important ca înveliș comestibil biodegradabil și ecologic pentru îmbunătățirea caracteristicilor post-recoltare și a duratei de valabilitate a fructelor. Guma naturală este formată din polimeri naturali pe bază de carbohidrați/polizaharide obținuți din surse naturale/regenerabile. de asemenea, gumele naturale sunt de natură hidrocoloidă și sunt folosite ca liant de apă și, de asemenea, acționează ca un bun support pentru agenți naturali antioxidanți și antimicrobieni.  S-a constatat că straturile de protecție aplicate imediat după perioada post-recoltare prelungesc perioada de depozitare, reglează respirația, inhibă pierderea de umiditate si protejează împotriva agenților patogeni. 

Chitosan coatings are based on the natural biopolymer derived from chitin. Chitosan is known to be biocompatible and biodegradable, making it an ideal material for use as an edible coating. Chitosan coatings have a number of advantages, such as their ability to reduce water loss, maintain texture and flavor, and prevent microbial growth. Chitosan coatings can also be modified to include other additives, such plant-derived extracts to further extend shelf life and improve product quality.In conclusion, natural coatings offer a promising solution for food packaging applications as they are renewable, biodegradable, and can be used to modify the properties of fruits for longer storage perios. In addition, they provide an environmentally friendly solution since they are derived from sustainable sources.

Acoperirile cu chitosan se bazează pe biopolimerul natural derivat din chitină. Chitosanul este cunoscut a fi biocompatibil și biodegradabil, făcându-l un material ideal pentru utilizare ca acoperire comestibilă. Acoperirile cu chitosan au o serie de avantaje, cum ar fi capacitatea lor de a reduce pierderile de apă, de a menține textura și aroma și de a preveni creșterea microbiană. Acoperirile cu chitosan pot fi, de asemenea, modificate pentru a include alți aditivi, cum ar fi extracte derivate din plante, pentru a prelungi și mai mult termenul de valabilitate și pentru a îmbunătăți calitatea produsului.În concluzie, acoperirile naturale oferă o soluție promițătoare pentru aplicatii post-recoltare, deoarece sunt regenerabile, biodegradabile și pot fi utilizate pentru a modifica proprietățile fructelor pentru perioade mai lungi de depozitare. 

Edible coatings can be used to improve the quality, safety and shelf life of fresh produce. Plant-derived extracts are a major candidate to be component of such coatings. Pre- and postharvest applications of edible coatings can be used to protect fresh produce from physical damage, control moisture loss and reduce microbial contamination. They can also improve the appearance, texture and flavor of fresh produce. Examples of plant-derived extracts used in edible coatings include pectins, chitosans, alginates, carrageenans, cellulose derivatives, proteins, and waxes. These plant-derived extracts can be used in combination with other additives, such as antimicrobials, antioxidants and colorants, to further improve the quality and shelf life of fruits. Additionally, edible coatings will be developed for postharvest applications to reduce the risk of microbial contamination and extend the shelf life of fruits.

Acoperirile comestibile pot fi folosite pentru a îmbunătăți calitatea, siguranța și durata de valabilitate a produselor proaspete. Extractele derivate din plante sunt un candidat major pentru a fi componente ale acoperirilor uscate. Aplicațiile de acoperire comestibile înainte și după recoltare pot fi utilizate pentru a proteja produsele proaspete de lovituri, pentru a controla pierderile de umiditate și pentru a reduce contaminarea microbiană. De asemenea, pot îmbunătăți aspectul, textura și aroma produselor proaspete. Exemple de extracte derivate din plante utilizate în acoperirile comestibile includ pectine, alginați, caragenani, derivați de celuloză, proteine ​​și ceruri. Aceste extracte derivate din plante pot fi utilizate în combinație cu alți aditivi, cum ar fi substante antimicrobiene, antioxidanți și coloranți, pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea și durata de conservare a fructelor. În acest proiect, vor fi dezvoltate învelișuri comestibile pentru aplicații post-recoltare pentru a reduce riscul de contaminare microbiană și pentru a prelungi durata de valabilitate a fructelor.

The continuous increase in consumer demands to sustainable food products results in the continuous improvement of food products either packed or fresh. Recently, food coatings have attracted increasing interest from food producers and consumers, and edible films and coatings extend the shelf life of many food products. Food coating is a technology that uses protective coatings made from renewable, biodegradable and edible ingredients, so it is expected to reduce environmental pollution even if it is not reused. Increasingly, the materials used to obtain edible coatings are leftovers other considered as a waste from the food industry. Edible coatings will be placed on the fresh fruits by dipping or spraying with a coating solution to  improve their quality during storage. It is also important that this will be able to change the atmosphere around the fruit, which can improve the overall appearance of the coated product. The appropriate selection of the coating will also make it possible to reduce the activity of polyphenol oxidase, which affects the browning and discoloration of the fruit.

Creșterea continuă a cererilor consumatorilor pentru produse alimentare durabile are ca rezultat îmbunătățirea continuă a produselor alimentare fie ambalate sau proaspete. Recent, învelișurile alimentare au atras un interes din ce în ce mai mare din partea producătorilor și consumatorilor, acestea prelungind perioada de valabilitate pentru produsele alimentare. Acoperirea alimentelor este o tehnologie care folosește învelișuri de protecție realizate din ingrediente biodegradabile și comestibile, astfel încât se așteaptă să reducă poluarea mediului chiar dacă nu este refolosită. Învelișurile comestibile vor fi aplicate pe fructele proaspete prin scufundare sau pulverizare pentru a îmbunătăți calitatea acestora în timpul depozitării. De asemenea, astfel se modifica atmosfera din jurul fructului, ceea ce ii va îmbunătăți aspectul general. Selectarea adecvată a acoperirii va face posibilă reducerea activității polifenol oxidazei, care afectează aspectul și prospețimea fructelor.

Several edible coating recipes were developed for various fruit species, including apples, pears, plums, cherries, and blueberries. The evaluation of the beneficial effect of the designed plant extract-based bioproduct was conducted using fruits harvested at commercial maturity from group members' orchards. Testing involved equal-weight fruits, employing a widely accepted experimental model for evaluating phytopathogen resistance, proving practical in reducing screening costs and duration. Two application methods, spraying and immersion, were tested. Fruit quality assessment included weight changes, non-microbial peel appearance alterations, pulp consistency, olfactory changes, and microbial degradation.

The designed bioproducts were found to own capacity to regulate the respiration process of the fruit, preventing excessive loss of moisture and maintaining the integrity of the pulp and skin. By applying these protective layers immediately after the post-harvest period, a significant extension of the storage periods was obtained, so that the fruits retain their freshness and remain in an optimal condition for consumption. In addition, it can be stated that plant-based edible coatings provide a sustainable alternative to synthetic packaging, helping to reduce environmental impact and promoting greener and friendlier agricultural practices.

Au fost dezvoltate mai multe rețete de acoperire comestibile pentru diferite specii de fructe: mere, pere, prune, cireșe și afine. Evaluarea efectului benefic al bioprodusului pe bază de extract de plante a fost realizată folosind fructe recoltate la maturitate comercială din livezile membrilor grupului. Testarea a implicat  utulizarea unor fructe prospat recoltate, folosind un model experimental acceptat pe scară largă pentru evaluarea rezistenței la fitopatogeni. Au fost testate două metode de aplicare, pulverizare și imersie. Evaluarea calității fructelor a inclus urarirea unor parametri precum modificări în greutate, modificări non-microbiene ale aspectului cojii, consistența pulpei, modificări olfactive și degradarea microbiană. S-a constatat că bioprodusele concepute au capacitatea de a regla procesul de respirație al fructului, prevenind pierderea excesivă de umiditate și menținând integritatea pulpei și a pielii. Prin aplicarea acestor straturi protectoare imediat dupa perioada post-recoltare s-a obtinut o prelungire semnificativa a perioadelor de pastrare, astfel incat fructele sa isi pastreze prospetimea si sa ramana intr-o stare optima de consum. În plus, se poate afirma că acoperirile comestibile pe bază de plante oferă o alternativă durabilă la ambalajele sintetice, contribuind la reducerea impactului asupra mediului și promovând practici agricole mai ecologice și mai prietenoase.

The activity of evaluating the effectiveness of bioproducts containing plant extracts was carried out by using some fruits from the orchards in the Voinesti area owned by the partner farmers of the operational group. For the elaboration of the application methodology, the harvesting techniques, the characteristics of the fruits and the practiced storage methods were taken into account. Ever since the design of the formulas, it has been aimed to obtain concentrated liquid formulas to be diluted upon application. Two variants of application were tested: spraying the solution on the entire upper surface of the fruit, respectively immersing the fruit in the solution. Immersion is more economical from the point of view of bioproduct consumption, but it is more difficult to apply, while spraying requires a larger volume of bioproduct and is relatively easy to apply. The quality of the fruits was evaluated taking into account parameters such as Changes in weight (x % of the total weight of the fruit); changes in the appearance of the shell, other than microbial; Changes in pulp consistency; Olfactory changes; Microbial degradation

Activitatea de evaluare a eficacității bioproduselor care conțin extracte de plante s-a realizat prin utilizarea unor fructe  din livezile din zona Voinesti deținute de fermierii parteneri ai grupului operațional. Pentru elaborarea metodologiei de aplicare au fost luate in considerare tehnicile de recoltare, caracteristicile fructelor si metodele de depozitare practicate. Încă de la proiectarea formulelor s-a urmarit obținerea de formule de tip lichid concentrat care sa fie diluat la aplicare. Au fost testate doua variante de aplicare pulverizarea soluției pe întreaga suprafață superioară a fructului respectiv scufundarea fructelor in soluție. Scufundarea este mai economica din punctul de vedere al consumului de bioprodus, dar este mai dificila de aplicat, in timp ce pulverizarea, necesita un volum mai mare de bioprodus si este relativ ușor de aplicat. Calitatea fructelor a fost evauată lund in considerare parametri precum  Modificari ale greutatii (x %  din greutatea totală a fructului); modificari ale aspectului cojii, altele decat microbiene; Modificari ale consistentei pulpei; Modificari olfactive; Degradari microbiene

In fruit storage, diseases of biotic origin are a problem every year, reducing yield and often forcing fruit growers to significantly shorten the storage period. These diseases appear with different intensity and, although they are not visible when loading the storage rooms, the fruits require adequate protection measures against the development of the pathogens that cause them. The most common disease of this group is bitter rot caused by fungi of the genus Neofabraea spp. Is is also known as s bull`s eye rot, lenticel rot, gloeosporium rot or bitter rot. In the orchard, symptoms of fruit infection are not visible. The pathogen develops in a latent form on apples and pears and finds its way to/into apparently healthy fruit in cold storage. After several months of storage, when the fruit begins to ripen, a characteristic circular rotting shape develops around the infected spiracles, which cannot be stopped.Rotting spots enlarge and the fruit rots beyond repair. We found disease is quite common, especially on apples, as most apple varieties (Rubinola, Topaz, Renoir, Gemini, Red Prince, Golden  Delicious, Starkrimson, Generos, Idared, Gala)  grown today are susceptible to it. The action will be further targeted towards finding solution for reducing disease incidence.   

Bolile de origine biotică reprezintă o problemă des întâlnită în cazul depozitării fructelor, obligând adesea pomicultorii să scurteze semnificativ perioada de depozitare. Deși semnele infectării nu sunt vizibile la începutul perioadei de depozitare, fructele necesită măsuri de protecție adecvate împotriva dezvoltării agenților patogeni care le provoacă. Cea mai frecventă boală de depozitare este putregaiul amar cauzat de ciuperci din genul Neofabraea spp. În livadă, simptomele infecției fructelor nu sunt vizibile. Agentul patogen se dezvoltă în formă latentă pe mere și pere și se va dezvolta pe fructele aparent sănătoase care sunt depozitate chiar și la rece. După câteva luni de depozitare, când fructul începe să se matureze, în jurul spiraculilor infectați se dezvoltă o formă circulară de putregai, care nu poate fi oprită. Petele de putrezire se măresc și fructul va fi compromis pentru consum.În Romaia, am constatat faptul că boala este destul de comună, mai ales la mere, deoarece majoritatea soiurilor de mere (Rubinola, Topaz, Renoir, Gemini, Red Prince, Golden Delicious, Starkrimson, Generos, Idared, Gala) cultivate astăzi sunt susceptibile la acesta patogen. Acțiunea va fi în continuare orientată spre găsirea de soluții pentru reducerea incidenței apariției bolii și încetinirii dezvoltării patogenului.

The project INNOVATIVE BIOPRODUCTS FOR THE PROTECTION OF FRUITS DURING STORAGE proposes to obtain bioproducts for fruit conditioning in order to extend the storage period.

The aim of the project is the functionalization of an operational group in the field of prolonging the fruit storage period and the joint implementation of a research-innovation project. The operational group consists of nine partners represented by a research institute (INCD for Biological Sciences) and farmers members of an association with national coverage (Romanian Farmers Association).

The objective of the project is to:

- development in the INCDSB laboratory of a formula for innovative biopreparations designed to extend the storage period and maintain the post-harvest quality of fruits based on plant extracts, microbial extracts and nanoparticles;

- elaboration of technologies for obtaining formulated biopreparations and elaboration of their application methodology.

The main expected results are:

- establishing an operational group in the field of fruit growing, formed by the National Research and Development Institute for Biological Sciences-Bucharest, the Romanian Farmers Association and the farmers members of the association;

- designing bioproduct formulas;

- description of technologies for obtaining bioproducts;

- description of methodologies for applying bioproducts;

- dissemination and promotion activities of the project results; 

Proiectul BIOPRODUSE INOVATIVE PENTRU PROTECTIA FRUCTELOR LA DEPOZITARE propune obtinerea unor bioproduse pentru conditionarea fructelor in vederea prelungirii perioadei de depozitare.

Scopul proiectului este functionalizarea unei retele de cooperare in domeniul prelungirii perioadei de depozitare a fructelor si implementarea, in comun, a unui proiect de cercetare-inovare. Grupul operational este constituit din noua parteneri reprezentati de un Institut de cercetare (INCD pentru Stiinte Biologice) si fermieri membri intr-o asociatie cu acoperire nationala (Asociatia Fermierilor din Romania).

Obiectivul proiectului constă în:

- dezvoltarea in laboratorul INCDSB a unei formule pentru biopreparate inovative destinate prelungirii perioadei de depozitare și menținerii calității post-recoltare a fructelor pe baza de extracte vegetale, extracte microbiene și nanoparticule;

- elaborarea tehnologiilor de obținere a biopreparatelor formulate si elaborarea metodologiei de aplicare a acestora.

Principalele rezultate asteptate sunt:

- stabilirea grup operațional în domeniul pomiculturii, format din Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Stiinte Biologice-Bucuresti, Asociatia Fermierilor din Romania si fermierii membrii ai asociatiei;

- proiectarea unor formule de bioproduse;

- descrierea tehnologiilor de obtinere a bioproduselor;

- descrierea unor metodologii de aplicare a bioproduselor;

- activitati de diseminare si promovare a rezultatelor proiectului;

Currently showing page content in native language where available

Contacts

Project coordinator

  • Arion Ionel

    Project coordinator

Project partners

  • ASOCIATIA FERMIERILOR DIN ROMÂNIA

    Project partner

  • BLIDARESCU Mariana II

    Project partner

  • DAR DE VOINESTI SRL

    Project partner

  • FRUMOSUL DE VOINESTI COOPERATIVA AGRICOLA

    Project partner

  • GRUP DE PRODUCATORI FRUTIS VOINESTI COOPERATIVA AGRICOLA

    Project partner

  • INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE DEZVOLTARE PENTRU ȘTIINȚE BIOLOGICE

    Project partner

  • MARIN Eugen

    Project partner

  • PADURE Eusebiu

    Project partner

  • PETRE Gheorghe

    Project partner