Post-Harvest Quality Control Strategies for Fruit and Vegetables

7/28/2019 Post-Harvest Quality Control Strategies for Fruit and Vegetables

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~tgricultural Systems 10 (1983) 21-37

P o s t - H a r v e s t Q u a l i t y C o n t r o l S t r a t e g i e s f or F r u i t a n dV e g e t a b l e s

J . E . Hol tDepartment of Mechanical Engineering, University of Queensland,St. Lucia (Qld) 4067, A u s t r a l i a

D . S c h o o r lRedlands Horticultural Research Station,Delancey Street, Ormiston (Qld) 4163, A u s t r a l i a

&I. F . Muirhead

Plant Pathology Branch,Queensland Department of P r i m a r y I n d u s t r i e s,Indooroopilly (Qld) 4068, Australia

SUMMARYPost-harvest deterioration of frui t and vegetables is central to qualitymanagement in the distribution of all produce. The causes can becategorised as physiological, pathological, physical and combinations ofthese three. Deterioration due to these factors can be quantified asfunctions of time and environment. Physiological and pathologicaldeterioration are continuous processes, while physical damage is theresult of discrete inputs o f energy. Examples o f the quantification ofdeterioration due to temperature fluctuations, pathogen attack andmechanical energy inputs are given. Interactions between these primaryfactors are also considered.As frui t and vegetables move through the distribution system the totalquality deterioration can be determined at all times from the contri-butions of the primary factors and their interactions. A plot of

21AgriculturalSystems0308-521X/83/0010-0021/$03.00 Applied Science Publishers Ltd,England, 1983. Printed in G r e a t B r i t a i n


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22 J, E. Holt , D. Schoorl , I . F. Muirheadde t e r i o r a t i on aga i n s t t i m e i s g i v e n , s how i ng how v ar i ous m anage m e n ts t r a t e g i e s c an be a s s e s s e d by c om par i ng t o t a l de t e r i o r a t i on aga i n s tac c e p t ab l e l i m i ts , t hus f o r m i n g a bas is J o r m ana ge m e n t ac t i on t o ei the rs e ll qu i c k l y o r t o i n t roduc e pos t - har v e s t c on t r o l s .

I N T R O D U C T I O NP o s t - h a r v e s t d e t e r i o r a t i o n i n f l e s h p r o d u c e is e x te n s iv e a n d is m a n i f e s t e db y a r e d u c t i o n i n q u a l it y , o r t o t a l l os s o f p r o d u c t w i t h c o n s e q u e n tr e d u c t i o n i n m o n e t a r y v a l u e . H a r v e y ( 19 7 8) a n d R i p p o n (1 98 0) r e p o r tt h a t p o s t - h a r v e s t l o ss e s o f 2 5 - 5 0 ~o o f a c r o p a r e n o t u n u s u a l i n s o m ec o u n t r i e s w h e r e r e f r i g e r a t i o n f a c il it ie s a r e n o t a v a i l a b le a n d a p p r o p r i a t ec h e m i c a l t r e a t m e n t s a r e n o t u s e d . E c k e r t (1 97 7) r e p o r t s o n p o s t - h a r v e s td e c a y lo s se s o f f r o m 2 t o 5 ~ i n c o m m e r c i a l s h ip m e n t s o f a r a n g e o fp r o d u c t s i f e ff ec ti ve p o s t - h a r v e s t t r e a t m e n t s w e r e n o t u t i li s e d . T h e h i g hi n c i d e n c e o f b r u i s in g i n p a c k a g e d a p p l e s h a s b e e n r e p o r t e d b y S c h o o r l &W i l l i a m s ( 1 9 7 2 , 1 9 7 3 ) . B r e c h t ( 1 9 8 0 ) r e p o r t s t h a t i m p r o v e d p r o d u c t i o np r a c ti c es h a v e c o n t r i b u t e d t o s u p e r i o r q u a l it y a n d y i el d a t h a r v e s t. H ep o i n t s o u t t h a t t h e i m p a c t o f t h e se a d v a n c e s h a s n o t b e e n f u l ly r e a l is e d a tw h o l e s al e , r e ta i l a n d c o n s u m e r le ve ls b e c a u s e o f p r o d u c t s p o il a g e a n dd e t e r i o r a t i o n d u r i n g d i s t r i b u t i o n , a n d t h a t a p p r o x i m a t e l y 2 5 ~ o o fp r o d u c e h a r v e s t e d w o r l d w i d e i s n o t c o n s u m e d b e c a u s e o f s p o i l a g e .C l e a r l y , a f r a m e w o r k f o r t h e m a n a g e m e n t o f p o s t - h a r v e s t l o s s e s i se s s e n t i a l i f t he c os t s o f t he s e l o s s e s a r e t o be m in im i s e d .

T h e m a j o r f a c t o r s c o n t r i b u t i n g t o p o s t - h a r v e s t d e t e r i o r a t i o n a r ep h y s i c a l d a m a g e , p h y s i o l o g i c a l d e g e n e r a t i o n , p e s t s a n d d i s e a s e s .M c G l a s s o n e t a l . (1979) , R ippon (1980) a nd Ha rve y (1978) a l l a c c e p ts im i l a r c la s si fi ca t io n a l t h o u g h p e st s w e r e n o t m e n t i o n e d . H o w e v e r , t h e r ea r e a ls o i m p o r t a n t i n t e r a c t i o n s b e t w e e n th e s e p r i m a r y s o u r ce s . F u r t h e r ,s u p e r i m p o s i n g o n t h e i n e v i ta b l e d e t e r i o r a t i o n o f a ll li vi ng p r o d u c e w i tht im e , i n p u t s o f t h e se p r i m a r y s o u r c es m a y o c c u r a t a n y t im e d u r i n gd i s t r i b u t i o n . D e t e r i o r a t i o n i s t h u s a d d i t i v e a n d c u m u l a t i v e a n d t o t a ld a m a g e is th e r e s u l t o f t h e a c t i o n o f p h y s i c a l, p h y s i o lo g i c a l, p a t h o l o g i c a la n d i n t e r a c t i v e s o u r c e s o v e r t i m e .

T h e r e is a g r e a t a m o u n t o f in f o r m a t i o n a v a il a b le o n t h e p h y s i o l o g ic a la n d p a t h o l o g i c a l s o u rc e s o f d e t e r i o ra t i o n , a n d s o m e i n f o r m a t i o n a b o u tp h y s i c a l d a m a g e . W h a t i s l a c k i n g is a f r a m e w o r k f o r c o m b i n i n g a n d u s i n gt hi s in f o r m a t i o n f o r t h e m a n a g e m e n t o f d e t e r io r a t io n d u r i n g t h e


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Post-harcest qua li ty s trategies Jo r J?uit an d vegetables 23d i s t r ib u t i o n o f h o r t i c u l tu r a l p r o d u c e . T h i s p a p e r d e s cr ib e s th e s o r t o fi n f o r m a t i o n a v a i la b l e o n t h e p r i m a r y s o u r c e s o f d e c a y a n d s h o w s h o w t h isi n f o r m a t i o n c a n b e u s e d t o p r e d i c t d e t e r i o r a t i o n . I t t h e n s h o w s h o wm a n a g e m e n t s t r a t e g i e s c a n b e d e v e l o p e d a n d e v a l u a t e d . T h e m a n a g e -m e n t o f p r o d u c t i o n d u r i n g t h e g r o w t h a n d l ife p h a s e o f a p r o d u c t h a sb e c o m e a c ce p t ed p r a ct ic e . T h i s p a p e r p r o p o s e s t h a t t h e m a n a g e m e n t o ft h e d e a t h p r o ce s se s o f p r o d u c e s im i l a r ly n e e d s t o b e , a n d c a n b e ,p r a c t i s e d .

M E C H A N I S M S O F D E T E R I O R A T I O NA l l fr u i t a n d v e g e ta b l es b e g in t o d e t e r i o r a t e w h e n t h e y a r e h a r v e s t e d a n dw h a t h a p p e n s t o t h e m a f te r t h is c a n n o t r e v e r s e t h e p ro c e s s; o n l y th e r a t ea t w h i c h t h e d e t e r i o r a t i o n t a k e s p l a c e c a n b e ef f ec t ed . T h e b a s i c p r o c e s s o fd e c a y in f r u i t a n d v e g e t a b l e s is r e s p i r a t i o n , w h e r e b y m a t t e r i s c o n v e r t e di n t o e n e r g y , o x y g e n is c o n s u m e d a n d C O 2 a n d h e a t a r e r e le a s e d . T h e r a t ea t w h i c h r e s p i r a ti o n o c c u r s c o n t r o l s , i f s o m e w h a t i n d i r e ct ly , th e u s e f u l' l i f e ' o f t h e p r o d u c t a f t e r h a r v e s t . A n y t h i n g t h a t i n c r e a s e s t h e r a t e o fr e s p i ra t i o n d e c r e as e s th e s he lf -li fe , w h i c h m a y n o t b e d i s a d v a n t a g e o u s ;f o r e x a m p l e , e t h y l e n e r i p e n i n g o f b a n a n a s . T h e d e v e l o p m e n t o f di se a s e isd u e t o g r o w t h o f m i c r o o r g a n i s m s , t h e m o s t s er io u s o f w h i c h c a u s e r a p ida n d e x te n s iv e b r e a k d o w n o f c e r t a i n f ru i t a n d v e g e ta b l es , o f te n s p o i l in gt h e e n t i r e p a c k a g e a n d c a u s i n g s e c o n d a r y i n f e c t i o n s i n t h e a d v a n c e ds ta g e s o f t h e d i s e as e . P h y s i o l o g i c a l a n d p a t h o l o g i c a l d e c a y a r e u s u a l l yc o n t i n u o u s f u n c t i o n s o f ti m e . M e c h a n i c a l in j u r y is g e n e r a l ly n o t t im ed e p e n d e n t a n d i s m a n i f e s te d b y r a p i d t is s ue r u p t u r e d u e t o e x t e r n a l l o a d s .T h e r u p t u r e d t i ss ue m a y t h e n p r o v i d e c o n d i t i o n s S u i t ed t o p a t h o g e na t t a c k . I f t h e d e t e r i o r a t i o n o f p r o d u c e t o a ll th e s e fa c t o rs i s t o b em a n a g e d , t h e b a s i c m e c h a n i s m s i n v o l v e d n e e d t o b e u n d e r s t o o d a n dthe i r e f f e c t s qua n t i f i e d .Physiological deter iorat ionS o f t e n in g , c h a n g e o f c o l o u r , w i l ti n g , c h i ll in g i n ju r y a n d s u n b u r n a r e a l lp h y s i o l o g i c a l c h a n g e s t h a t a r e d i r e c t l y i n f l u e n c e d b y t h e p r o d u c ee n v i r o n m e n t , e .g . te m p e r a t u r e , v a p o u r p r e s s u re d e f ic it , g a s c o m p o s i t i o na n d l ig h t. T h e g a s e o u s e n v i r o n m e n t h a s a p r o f o u n d e ff ec t o n t h er e t a r d a t i o n o f s en e s c en c e , a s sh o w n b y K a d e r ( 19 80 ) a n d S m o c k ( 19 79 ) f o r


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24 J . E . H o l t , D . S c h o o r l , I . F . M u i r h e a d

f r u i ts a n d I s e n b e r g (1 9 7 9) f o r v e g e t a b l e s . V a p o u r p r e s s u r e d e fi c it c o n t r o l st h e r a t e a t w h i c h w a t e r is l o s t a f te r h a r v e s t a n d R y a l l & L i p t o n ( 19 7 2) a n dM o l e n a a r ( 1 9 8 1 ) l i s t a c c e p t a b l e w a t e r l o s s e s f o r v a r i o u s v e g e t a b l e s a n df l o w e r s r a n g i n g f r o m 4 t o 19 ~o- E t h y l e n e is i n t i m a t e l y i n v o l v e d i n t h er i p e n i n g o f f r u i t a n d c a n c a u s e s e r i o u s d i s o r d e r s i n l e a fy v e g e t a b l e s a n df lo w e r s a t c o n c e n t r a t i o n s o f 0- 0 5 -1 0 p p m ( R y a ll & L i p t o n (1 97 2) a n d L u t z& H a r d e n b u r g ( 19 68 )). W i l k i n s o n (1 9 70 ) d e sc r i b e s t h e p h y s i o l o g i c a ld i s o r d e r s o f f r u i t a f t e r h a r v e s t i n g , e m p h a s i s i n g t h e e f fe c ts o f t h ee n v i r o n m e n t a n d p r e - h a r v e s t f a c t o r s o n t h o s e d i s o r d e r s . O f a l l t h ee n v i r o n m e n t a l e ff ec ts , h o w e v e r , H a r v e y ( 1 97 8) a n d M c G l a s s o n et al .( 1 9 7 9 ) r e p o r t t h a t r e f r i g e r a t i o n a t o p t i m u m t e m p e r a t u r e s o f f e r s t h eg r e a t e s t p o t e n t i a l f o r i n c r e a s i n g p o s t - h a r v e s t l i f e a n d r e d u c i n g l o s s e s .T h i s f a c t o r w i l l t h u s b e c o n s i d e r e d i n m o r e d e t ai l.

T h o r n e & A l v a r e z ( 19 8 1) w r i t e t h a t i t is w e l l e s t a b l is h e d t h a t t h e r a t e o fd e t e r i o r a t i o n o f m o s t a g r i c u l t u r a l p r o d u c e i s a d ir e c t f u n c t i o n o ft e m p e r a t u r e . F o r e a c h c o m m o d i t y t h e re is a n u p p e r t e m p e r a t u r e l im i tb e y o n d w h i c h h e a t d a m a g e o c c u r s a n d a l o w e r l im i t b e l o w w h i c h c h i ll in ga n d t h e n f r e e zi n g r e su l t. R y a l l & L i p t o n (1 97 2) a n d L u t z & H a r d e n b u r g( 19 6 8) h a v e r e v i e w e d th e l i t e r a t u r e o n c h i l li n g a n d f r e e z in g in j u r y . I n t h er a n g e b e t w e e n h e a t a n d c h i ll i n g i n j u r y , t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n l if e s p a na n d t e m p e r a t u r e i s o f g r e a t e st c o n c e r n i n m a i n t a i n i n g q u a l it y . L i t t m a n n& P e a c o c k ( 1 9 72 ) s h o w t h a t t h e g r e e n - li f e o f c li m a c t e r i c - t y p e f r u i t is af u n c t io n o f t e m p e r a t u r e o f t h e f o r m :

G T o = a T e m t T o - T )w h e r e Gyo a n d G ~ a r e t h e g r e e n - li v e s a t t e m p e r a t u r e s , T O a n d T ,r e s p e c ti v e ly . T h i s e n a b l e s th e g r e e n - l i fe a t t e m p e r a t u r e T t o b e c o n v e r t e dt o i ts e q u i v a l e n t at s o m e a r b i t r a r y b u t s t a n d a r d t e m p e r a t u r e , T01P e a c o c k ( 1 9 8 0 ) f o u n d a s i m i l a r e x p o n e n t i a l r e l a t i o n s h i p f o r b a n a n ar i p e n i n g . T h o r n e & A l v a r e z ( 1 9 8 1 ) s t a t e t h a t t h e s t o r a g e l i f e o f g r e e nt o m a t o e s is r e l a te d t o t e m p e r a t u r e s b y t h e f o l l o w i n g e x p r e ss io n

t = 9 7 e - '1 3 Tw h e r e t = s t o r a g e l if e i n d a y s a n d T = t e m p e r a t u r e ( C ) .

T h e s e d e t e r i o r a t i o n p r o g r e s s c u r v e s fo r f r u it o v e r a r a n g e o f t e m p e r a -t u r e s c a n b e u s e d t o c a l c u l a t e c u m u l a t i v e l os s o f s t o r a g e l if e a s f o ll o w s .T h o r n e & A l v a r e z ( 1 9 8 1 ) d e s c r i b e a t i m e - t e m p e r a t u r e - t o l e r a n c e h y -p o t h e si s w h i c h b e g i n s b y e x p r e s s in g t h e r a t e o f d e t e r i o r a t io n a s th e


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Post-harvest qua lity strategies fo r fr u it an d vegetables 2 5r e c ip r o c a l o f th e s t o r a g e l ife . F o r a n y g i v en t e m p e r a t u r e - t i m e h i s t o ry , ac o r r e s p o n d i n g g r a p h o f d e t e r i o r a t i o n r a t e a g a i n s t t im e c a n t h e n b ec o n s t r u c t e d a n d t h e a r e a u n d e r t h is g r a p h is a m e a s u r e o f t h e t o ta ld e t e r i o r a t i o n t h a t h a s o c c u r r e d , i .e .:

1D e t e r i o r a t i o n r a t e = - w h e r e t = s t o r a g e lif e a n dtT o t a l d e t e r i o r a t i o n = l d t w h e r e t s = t o t a l s t o r a g e t im e .t

T h o r n e & A l v a r e z (1 9 81 ) s ta t e t h a t t h i s h y p o t h e s i s h a s b e e n w i d e l y a n ds u c ce s sf u ll y a p p l i e d to f r o z e n p r o d u c e a n d d e m o n s t r a t e t h a t t h e c o n c e p t sa p p l y t o c h a n g e s i n c o l o u r a n d f ir m n e s s in t o m a t o e s s t o r e d b e t w e e n 12 Ca n d 2 7 C .

T h e r e is a ls o a c o n s i d e ra b l e a m o u n t o f i n f o r m a t i o n a b o u t o p t i m u ms t o r a g e t e m p e r a t u r e s f o r f r u i t a n d v e g e ta b l es f o r m a x i m u m s h e lf l ife . L u t z& H a r d e n b u r g (1 96 8) g iv e t h e b e s t c o m m e r c i a l s t o ra g e c o n d i t io n s( t e m p e r a t u r e a n d h u m i d i t y ) f o r f r u i t , v e g e t a b l e s , f l o w e r s a n d n u r s e r ys t o c k . F o r e a c h c o m m o d i t y t h e r e is t h u s a s to r a g e life f o r o p t i m u mc o n d i t io n s , a n d v a r ia t io n s f r o m t h e o p t i m u m s to r a g e te m p e r a t u r e w illi n c u r a p e n a l t y o f r e d u c e d s t o r a g e l ife . T h e t i m e - t e m p e r a t u r e - t o l e r a n c eh y p o t h e s i s c a n b e u s e d t o q u a n t i f y t h e c u m u l a t i v e eff ec ts o f t e m p e r a t u r ev a r i a t i o n s a n d t o p r o v i d e a b as is fo r m a n a g e m e n t .

T h e s t o r a g e l i f e , top t , a t o p t i m u m t e m p e r a t u re T o p is :/ o p t = k l e k 2 T p t

w h e r e k I a n d k 2 a r e c o n s t a n t s a n d Top is t h e o p t i m u m t e m p e r a t u r e . T h es t o r a g e l i f e , t , a t a n y o t h e r t e m p e r a t u r e , T , i s :t = k 1 e k2T

s o t h a t t h e c u m u l a t iv e d e t e r i o r a t i o n d u e t o c h a n g i n g t e m p e r a t u r ec o n d i t i o n s w h i c h c a n b e m a n a g e d , i .e . t h e d e t e r i o r a t io n d u e t o t h ed i ff e re n c e b e t w e e n e x p e r ie n c e d a n d o p t i m u m t e m p e r a t u r e s , f o r a p a r t i-c u l a r s t o r a g e t i m e , t s, c a n b e d e r i v e d f r o m t h e T - T - T h y p o t h e s i s a n d isg i v e n b y :

M a n a g e a b l e d e t e r i o r a t i o n = . ] o \~t~( t o p t l) d t


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2 6 J. E. Holt; D. Schoorl, I. F. Muirhead

20o -18

16141210

t e m p e r a tu r e - t im e h i s t o r y

I I [ I I

T'" 0,15

0 , 1 0

0.05

0

- deter iora t ion ra te , var iab le temp erature- - - - - - de te r i o ra t i on ra te , c ons tan t t empera fu re (13"C)

- - m t . . . . . e ~ o ~ o . . . . . _ e

I I I I I

F i g . 1 .

&

100

80

. 6O

40

20

0

C a l c u l a t i o n

d e t e r i o r a t i o n - t i m e c u r v e , v a r i a b l e t e m p e r a t u r e- - - - - - d e t e r i o r a t i o n - t i m e c u r v e ,c ons tan t f em pera f u re (13C ~ / e

/

/ "~ . < J o p tim u m t em p e r a tu r e1 t I I I i

2 4 6 8T /ME (day s )

o f ra t e o f d e t e r i o r a t io n a n d lo s st e m p e r a t u r e t i m e h i s to r y .

I10

o f s t o r a g e l i f e f r o m


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Post -harves t qua l i ty s t ra teg ies fo r f ru i t and vege tables 27F i g u r e 1 s h o w s h o w l o ss o f s t o r a g e l if e c a n b e c a l c u l a t e d f r o m af lu c t u at in g t e m p e r a t u r e - t i m e h i s to r y f o r S to re d p r o d u c e .

F i g u r e 1 is c o n s t r u c t e d b y t a k i n g t h e c u r v es f o r to m a t o e s p r e s e n t e d b yT h o r n e & A l v a r e z (1 98 1) f o r t e m p e r a t u r e a n d d e t e r i o r a t i o n r a t e a g a i n s tt im e a n d i n t e g r a t in g t h e d e t e r i o r a t i o n r a t e c u r v e t o g i ve p r o g r e ss i v ed e t e r i o r a t i o n . T y p i c a l l i m i ts f o r h e a t s e n s i ti v it y a n d c h i l li n g h a v e b e e na d d e d , t o g e t h e r w i t h a n a s s u m e d o p t i m u m s to r a g e t e m p e r a t u r e l in e.T h e d e t e r i o r a t i o n , t i m e c u r v e s h o w s c le a r ly t h a t p a r t o f th e d e t e r i o r a t io nw h i c h t e m p e r a t u r e m a n a g e m e n t s t r a t e g i e s c a n a f f e c t . T h e d e t e r i o r a t i o na t o p t i m u m t e m p e r a t u r e is t h e m i n i m u m d e t e r i o r a t io n w h i c h c an b ea c h ie v e d . T h e m a n a g e m e n t o f d e t e r io r a t io n d u e t o t e m p e r a t u r e i sc o n c e r n e d w i th a v o i d i n g t e m p e r a t u r e s en si ti ve l im i ts a n d w i t h a s se s si n gh o w m u c h s t o r ag e lif e r e m a i n s a f te r a p a r t ic u l a r t e m p e r a t u r e - t i m eh i s to r y . W h e n t h e c u m u l a t i v e d e t e r i o r a t i o n r e a c h e s 1 00 % t h e r e i s n oshe l f l i f e le f t .

I t is re a s o n a b l e t o s u p p o s e t h a t s i m i la r d e t e r i o r a t i o n - t i m e c u r v es c a nb e g e n e r a te d f o r p r o d u c e f o r o t h e r e n v i r o n m e n t a l fa c to r s. F o r e x a m p l e ,s t o r a g e a w a y f r o m o p t i m u m h u m i d i t y l e v e l s , d e s c r i b e d f o r a p p l e s a n dp lum s by W i lk in s on (1970), c a us e s s k in s p l i tt i ng a t h igh m o i s tu r e le ve ls .R y a l l & L i p t o n (1 97 2) s h o w t h a t w a t e r l o s s o c c u r s a t l o w h u m i d i t y le v el s.I t s h o u l d t h e r e f o r e b e p o s s i b l e t o p r e d i c t w a t e r l o s s f r o m a v a p o u rp r e s su r e d e f i c i t- t im e h i s t o r y a n d t o c o n s t r u c t a c u m u l a t i v e w i l t in g - t i m ec u r v e . C o n t r o l l e d a t m o s p h e r e , h y p o b a r i c s t o r a g e a n d e t h y l e n e c o n -c e n t r a t i o n s c o u l d b e a s se s se d i n t h e s a m e w a y , g iv i n g a p r o p e r b a s is f o rm a n a g e m e n t d e c is io n s.Pathological deteriorationM a j o r p o s t - h a r v e s t d i s e a se s o f f r e s h f r u i t a n d v e g e t a b l e s a n d t h e i r c a u s a lm i c r o - o r g a n i s m s h a v e b e e n d e s c r i b e d b y E c k e r t ( 1 9 7 7 ) t o g e t h e r w i t he s t i m a t e d l o ss es fo r s o m e p r o d u c e d u e t o p a t h o l o g i c a l d i se a se s r a n g i n gf r o m 2 % f o r M c I n t o s h a p p l e s f r o m N o v a S c o t ia to 5 2 % f o r S a n g u i n e l loo r a n g e s f r o m I t al y . R i p p o n ( 19 8 0) s ta t e s th a t t h e c a p a b i l i t y o f a m i c r o -o r g a n i s m t o i n i ti a te a p o s t - h a r v e s t d i se a s e d e p e n d s o n a n u m b e r o f f a c t o r sw h i c h c a n b e a s so c i a te d w i t h t h e m i c r o - o r g a n i s m , th e h o s t o r t h e e n v i r o n ,m e n t . T h e r e a r e a l so i n t e r a c t io n s b e t w e e n t h e s e fa c to r s , e .g . t h e p a t h o g e n -h o s t i n t e r a c ti o n . F o r a n y p a r t i c u l a r o r g a n i s m t h e p r o p e r ti e s o f t h e h o s tw h i c h c o n t r o l d i se a s e g r o w t h r a t e s in c l u d e p H , w a t e r s ta t u s o r n u t r i e n ta v a i l a b i li t y , in h i b i t o r s o f m i c r o b i a l g r o w t h , v u l n e r a b i l i t y o f t h e c e ll w a l l


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28 J . E . H o l t , D . S ch o o r l , I . F . Mu i r h ea dt o a t t a c k b y p e c to l y ti c e n z y m e s o f t h e p a t h o g e n a n d t h e a b il it y o f t h e h o s tt o f o r m m o r p h o l o g i c a l o r c h e m i c a l b a r r i e rs t o t h e d e v e l o p m e n t o f t h ep a t h o g e n ( R i p p o n , 1980). E n v i r o n m e n t a l f a c to r s , i n c l u d i n g t e m p e r a t u r e ,r e la t i v e h u m i d i t y a n d c o n t r o l l e d o r m o d i f ie d a t m o s p h e r e , h a v e m a j o re f f e c t s o n d i s e a s e g r o w t h r a t e .

M a n d e l s ( 1 96 5 ) s t at e s th a t , w h i l e m a n i f e s t a t i o n s o f g r o w t h o f p a t h -o g e n s ar e v a ri e d d e p e n d i n g o n t h e o r g a n i s m a s w e ll as th e e n v i r o n m e n t ,a n d t h a t n o g e n e ra l is e d a n a ly s is c a n b e m a d e , s o m e u s e fu l m a t h e m a t i c a le x p r e s s i o n s h a v e b e e n s h o w n t o a p p l y . H e d e s c r i b e s i d e a l i s e d g r o w t h ,b a s e d o n a c o n s t a n t r a t e o f c ell d i v is i o n . I n t h i s c a s e t h e r a t e o f ce lld i v i s i o n i s g i v e n b y :

d N = k Nd tw h e r e N is n u m b e r o f c e lls , t is t i m e a n d k i s a c o n s t a n t . B y in t e g r a t i n g :

l o g N = k t + cw h e r e c is a c o n s t a n t . T h e s l o p e o f th i s l i n e, k , is a m e a s u r e o f t h e g r o w t hr a te a n d N , t h e n u m b e r o f p a t h o g e n s a t a n y t im e , is a m e a s u r e o f t h ec u m u l a t i v e d e t e r i o r a t i o n u p t o t h a t t im e . T h e n u m b e r o f c ells c a n b ee x p r e ss e d i n e x p o n e n t i a l f o r m a s:

N = c e k t

w h e r e e = b a s e o f n a t u r a l l o g a r i t h m s .M a n d e l s ( 1 96 5 ) t h e n d e r i v e s a n i d e a li s ed g r o w t h cu r v e , d e t e r m i n e d b y

t h r e e b a s i c p h e n o m e n a . F i r s t , t h e r e is a la g p h a s e w h e r e t h e r e is a d e l a y int h e i n i t i a t io n o f g r o w t h a f te r i n n o c u l a t i o n o f a c u l tu r e . S e c o n d l y , a f t er c elld i v is i o n st ar ts , i t s o o n r e ac h e s a c o n s t a n t r a te o f g r o w t h o r e x p o n e n t i a lp h a s e . L a s t ly , d u e t o t h e d e p l e t i o n o f f o o d o r f o r o t h e r r e a s o n s , g r o w t hs to p s . T h e g r o w t h c u rv e c a n t h u s b e c h a r a c te r i se d b y o n l y t h re e p h a s e s ,l ag , e x p o n e n t i a l a n d s t a ti o n a r y . T h e a b o v e p r in c i p le s a p p l y t o c e l l u la rg r o w t h b u t s i m i la r p h a s e s e x is t f o r h y p h a l g r o w t h .

A s f a r a s m a n a g e m e n t o f d e t e r i o r a ti o n is c o n c e r n e d , th e i m p o r t a n tf e a tu r e s o f t h e g r o w t h c u r v e a re t h e t r a n s i t i o n f r o m t h e l a g to t h ee x p o n e n t i a l p h a s e a n d t h e r at e o f g r o w t h d u r i n g t h e e x p o n e n t i a l p h a s e .O t h e r f o r m s o f g r o w t h c u r v e m a y b e t te r d e s c r ib e th e b e h a v i o u r o f v a r i o u sp a t h o g e n s b u t i t is li k el y t h a t t h e y w i ll st i l l e x h i b it th e s e t w o i m p o r t a n tp h a s es . T h e e x a ct f o r m o f t h e m a t h e m a t i c a l d e sc r ip t io n o f t h e g r o w t hp e r i o d m a y v a r y , b u t i t is i m p o r t a n t t o e s t a b li s h th e c o n d i t io n s w h i c h


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Post -harves t qua l i ty s tra teg ies fo r f ru i t and vege tables 29i n i ti a te g r o w t h a n d a l so t h e c o n d i t i o n s l i k el y t o p r o m o t e o r r e t a r d d i se a sed e v e l o p m e n t . T h i s l e a d s t o t h e a b i l i t y t o q u a n t i f y t h e e f f e c t i v e n e s s o fc o n t r o l m e a s u r e s. T o a v o i d u n a c c e p t a b l e l ev e ls o f d is e as e , c o n t r o lm e a s u r e s m a y b e i n s t i t u t e d f o r c o n t r i b u t i n g f a c t o r s , h o s t p a t h o g e n ,e n v i r o n m e n t a n d i n te r a c ti o n s a n d t h e c u m u l a t iv e d a m a g e c a l c u la t edf r o m a k n o w l e d g e o f t h e l a te n t p e r i o d f o l l o w i n g t r e a t m e n t a n d o f t h es u b s e q u e n t r a t e o f g r o w t h o f t h e p a t h o g e n s c o n c e r n e d . T h e b a s is fo rm a n a g e m e n t i s t h u s a c u m u l a ti v e d e t e r i o r a t io n - t i m e c u r v e si m il ar t o t h ec u r v e d e r i v e d f o r t h e l o ss o f s h e l f l if e v e r s u s t i m e , s h o w n i n F i g . 1 . O n c et h e p e r c e n t a g e d a m a g e d u e t o p a t h o l o g i c a l d e t e r i o r a t io n e x c e e d s d e s i re ds t a n d a r d s, t h e p r o d u c e is d e e m e d i n fe r i o r a n d m a n a g e m e n t is c o n c e r n e dw i t h t a k i n g a c t i o n b e f o r e t h is o c c u r s . H a r v e y (1 9 60 ) d e s c r ib e s h o w d e c a yf o r e c a s t s c a n b e u s e d t o m a r k e t g r a p e s t h a t s h o w a l i k e l i h o o d o fd e v e l o p i n g a h i g h p e r c e n t a g e o f d e c a y a n d t o h o l d f o r l o n g s to r a g e t h o s ew i t h l o w d e c a y p o t e n t i a l.M echanical damageM e c h a n i c a l d a m a g e t o h o r t i c u l t u r a l p r o d u c e m a y b e c a t e g o r i s e d a sb r u i si n g , sl ip , c r a c k i n g a n d a b r a s i o n . T h e d a m a g e r e su l ts f r o m s ta t ic a n dd y n a m i c l o a d s i m p o s e d o n t h e p r o d u c e t h r o u g h o u t t h e d i s t r i b u t i o ns y s t e m d u r i n g h a n d l i n g , t r a n s p o r t a n d s t o r a g e . It is c h a r a c t e r i s e d b y c el lb u r s t i n g i n b r u i s i n g , s e p a r a t i o n o f t i s s u e a l o n g s h e a r s u r f a c e s i n s l i p ,t e a r i n g a p a r t i n c r a c k i n g a n d b y s u r f a c e s cu f fi n g a n d s c o r i n g i n a b r a s i o n .T h e b a s i c m e c h a n i s m i n v o l v e d i n m e c h a n i c a l d a m a g e i s t h e ' t r a n s f o r -m a t i o n o f e n e r g y , e .g . i n b r u i s in g d u e t o i m p a c t , k i n e ti c e n e r g y isd i s s i p a t e d b y b u r s t i n g o f c el ls i n s t re s s e d r e g i o n s w h i l e in c r a c k i n g s t o r e de n e r g y is re l e as e d b y c r a c k p r o p a g a t i o n . T h e m e c h a n i c s o f fa i lu r e in f r u i ta n d v e g e t a b l e s i s d i s c u s s e d b y H o l t & S c h o o r l ( 1 9 8 2 ) .U n l ik e m o s t p h y s i o lo g i c a l a n d p a t h o l o g i c a l d e te r io r a t io n , d a m a g e d u et o e x c es si ve l o a d s c a n b e c o n s i d e r e d i n s t a n t a n e o u s . W h e n a n a p p l e isd r o p p e d , f o r e x a m p l e , b r u i s i n g o r c e l l b u r s t i n g o c c u r s i m m e d i a t e l ya l t h o u g h d i s c o l o r a t i o n o f th e b r u i s e d t i ss u e d u e t o e n z y m e r e a c t io n s m a yt a k e s o m e t im e . B r u s in g i ts e lf d o e s n o t i n c re a s e w i t h e l a p s ed t im e f r o m t h ed a m a g i n g e v e n t , a l t h o u g h b r u i s in g m a y i n f lu e n c e s u b s e q u e n t p h y s i o lo g i -c a l a n d p a t h o l o g i c a l d e c ay . O t h e r f o r m s o f m e c h a n i c a l d a m a g e c a n a ls ob e d e s c r i b e d a s i n s t a n t a n e o u s s o a d i s t r i b u t i o n s y s t e m c a n b e v i e w e d a s as e ri es o f d i s c r e te e n e r g y i n p u t s f o r t h e a n a l y s i s a n d p r e d i c t i o n o fm e c h a n i c a l d a m a g e .


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30 J. E. Holt, D. Schoorl, I. F. MuirheadT h e e v a l u a t i o n o f d i s t r i b u t i o n s y s t e m s f o r f r u it a n d v e g e t a b le s in t e r m s

o f m e c h a n i c a l d a m a g e u s i n g e ne r g y i n p u t s h a s b e en p r o p o s e d b y H o l t &S c h o o r l (1 98 1). H a n d l i n g c a n b e d e s c ri b e d b y t h e n u m b e r a n d h e i g h t o fd r o p s l ik e ly t o b e e x p e r ie n c e d b y a p a c k a g e a s it m o v e s t h r o u g h t h es y s te m . S i m i la r ly , t r a n s p o r t o p e r a t i o n s c a n b e e v a lu a t e d f r o m r o a d -v e h i c l e - l o a d i n t e r a c ti o n s , a s s h o w n b y S c h o o r l & H o l t (1 9 8 2 a) . I n e a c hc a se , t h e a m o u n t o f d a m a g e t o p r o d u c e is di re c tl y r e la t e d t o t h e e n e r g ya b s o r b e d . F o r a p p l e s , t h e r e is a s t r o n g l in e a r c o r r e l a t i o n b e t w e e n v o l u m eo f b r u i s e d t is s u e a n d e n e r g y a b s o r b e d .: ( H o l t & S c h o o r l , 1 9 7 7; S c h o o r l &H o l t , 1 97 8). S i m i l a r r e s u l ts h a v e b e e n o b t a i n e d f o r s tr a w b e r r ie s a n dp e a rs . F o r p r o d u c e in p a c k ag e s , t h e to t a l a m o u n t o f d a m a g e a n d t h ed i s t r i b u t i o n o f d a m a g e b e t w e e n v a r i o u s l ay e rs in t h e p a c k c a n a l so b ep r e d i c te d f r o m e n e r g y c o n s i d e r a t i o n s ( H o l t et al . , 1 9 8 1 ; S c h o o r l &H o l t , 1 9 8 2 b ) .M a n a g e m e n t o f m e c h a n ic a l d a m a g e m u s t b e b as ed o n t h e c o n t r o l o fe n e r g y i n p u t s t o t h e p r o d u c e . F o r a p a c k a g e w h i c h is d r o p p e d , t h e e n e r g ya v a il ab l e t o d o d a m a g e is a d i r e c t fu n c t i o n o f t h e h e i g h t f r o m w h i c h it isd r o p p e d . I f t h e sa m e p a c k a g e i s d r o p p e d a s e c o n d ti m e , t h e d a m a g e i sc u m u l a t i v e . S i m i la r ly in t r a n s p o r t , t h e k i n e t ic e n e r g y o f th e t r u c ks u s p e n s i o n a n d t ra y a s t h e ve h ic le t ra v e rs e s a b u m p m a y b e a b s o r b e d b y ad a m a g e s u sc e p ti bl e l o a d . I n t h e c a s e o f t ra n s p o r t , m a n a g e m e n t s tr a te g ie si n c l u d e c o n t r o l l i n g v e h ic le s p e e d , v e h ic l e s u s p e n s i o n a n d a l t e ra t i o n s t or o a d p ro fi le . P r o p o s e d c h a n g e s c a n b e r e a d il y e v a l u a te d b y t h e c h a n g e i ne n e r g y in p u t s t o t h e p r o d u c e . A l t e r n a t i v e h a n d l i n g s c h e m e s c a n a l s o b eq u i c k ly e v a l u a te d . F o r e x a m p l e , i t is n o t u n c o m m o n f o r p a c k a g e s t o b ed r o p p e d f r o m 3 00 m m o r m o r e d u r i n g m a n u a l h a n d l in g w hi le t h e s a m ep a c k a g e h a n d l e d b y f o rk - li ft m a y n e v e r s u ff er d r o p s i n e xc es s o f 3 0 m m .T h e c h a n g e t o a fo r k - li ft s y st e m m e a n s a r e d u c t i o n o f b r u is e v o l u m e b y af a c t o r o f 1 0. T h e a c t u a l b r u i se v o l u m e in a p a c k o f a p p le s f o r e it h e rh a n d l i n g m e t h o d is g iv e n b y :

B r u is e v o l u m e = c n m g hw h e r e c = b r u i s e r e s i s t a n c e c o e f f i c ie n t ( m l J - 1), n = n u m b e r o f a p p l e s i np a c k , rn = m a s s o f i n d i v i d u a l a p p l e ( k g) , g = g r a v i t a t i o n a l c o n s t a n t( m s - z ) a n d h = d r o p h e i g h t (m ) . F o r a p a c k o f 120 a p p le s , e a ch o f0 -1 30 k g , b r u i s e r e s is t a n c e , 10 m l J 7 1 , d r o p p e d 0 .3 0 m , t h e v o l u m e o fb r u is e d t i s su e w o u l d b e 4 59 m l . D r o p p e d f r o m 3 0 m m d u r i n g m a c h i n eh a n d l i n g , t h e t o t a l b r u i s e v o l u m e is r e d u c e d t o 4 5 -9 m l .


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Post-harv est quality strategies Jo r J~'uit and vegetab les 31I n t e r a c t i o n s o f p h y s i o l o g i c a l , p a t h o l o g i c a l a n d m e c h a n i c a l d e t e r i o r a t i o nI n s e ve ra l i m p o r t a n t p o s t - h a r v e s t d is e as e s c a u s e d b y f u n g i, a n u n u s u a l l yl o n g p e r i o d e la p s es b e t w e e n i n i ti a ti o n o f in f e c t io n a n d a p p e a r a n c e o fs y m p t o m s . M u i r h e a d & D e v e r a l l (1 98 1) h a v e r ev i e w e d t h e li t e r a t u r e o na p p r e ss o r ia l d o r m a n c y a n d c o n c l u d e t h a t t e r m i n a t i o n o f d o r m a n c y isa s s o c ia t e d w i t h m a j o r c h a n g e s i n th e s t a te o f th e h o s t - - i . e , r i p e n i n g ,s e n e s c e n c e a n d w o u n d i n g . W o u n d i n g , f o r e x a m p l e , p r o d u c e s s i t e s f o ri n f e c ti o n a l t h o u g h i t h a s b e e n f o u n d f o r b a n a n a s , M u i r h e a d ( 1 97 9) , t h a tt h e w o u n d s m u s t e x c e e d a c e r t a i n s i z e f o r o r g a n i s m t o t a k e h o l d .

S m o o t (1 96 9) r e p o r t s t h a t c i tr u s o f t e n r e q u i r e s d e g r e e n i n g w i t he t h y l e n e , a p r o c e d u r e k n o w n t o i n c r e a s e t h e i n c id e n c e o f b o t h s t e m - e n dr o t a n d a n t h r a c n o s e d e c a y . L o w t e m p e r a t u r e s to r a ge m a y a ls o p r o m o t ep a t h o l o g i c a l i n f e c t i o n t h r o u g h c h i l l in g ~ i n j u r y . S m o o t ] a l so f o u n d l n t e r -a c t io n s i n v o l v i n g b o t h t e m p e r a t u r e a n d t i m e ; f o r i n s ta n c e , w h i l e s te m -e n d r o t a n d g r e e n m o u l d a r e th e d e c a y s u s u a l l y as s o c ia t e d w i t h f r e sh l yh a r v e s t e d F l o r i d a g r o w n c it r u s, a f te r s t o r a g e o r f r o m 12 t o 2 0 w e e k s a tl o w t e m p e r a t u r e s t h e s e c a u s a l o r g a n i s m s a r e r e p l a c e d b y Al ternar ia ,Colletotrichum, Penicil l ium italicum a nd o the r s . Ha rve y (1978) s t a t e st h a t t e m p e r a t u r e a n d r e la t iv e h u m i d i t y a f fe c t t h e h e a l i n g o f i n j u ri e s ; f o re x a m p l e , s u b e r i sa t io n i n p o t a t o e s , a n d a ls o t h e r a t e o f g r o w t h o fo r g a n i s m s .P h y s i o l o g i c a l p r o c es s es c a n a ls o b e a f fe c te d b y m e c h a n i c a l d a m a g e a n di n f e c t io n . M c G l a s s o n ( 1 9 70 ), i n a r e v ie w p a p e r , s t a te s t h a t e t h y l e n ep r o d u c t i o n a n d r e s p i r a t io n a r e g e n e r a l l y s t i m u l a t e d b y m e c h a n i c a li n ju r y . O n t h e o t h e r h a n d , t h e e x te n t o f m e c h a n i c a l d a m a g e is g r e a t lyi n f lu e n c e d b y t h e m a t u r i t y s ta t e o f p r o d u c t . S c h o o r l & H o l t ( 19 78 ) f o u n dt h a t t h e b ru i s e r e s is t an c e o f J o n a t h o n , D e l ic i o u s a n d G r a n n y S m i t ha p p le s m a r k e d l y d e c r e a s e d w i t h s t o r a g e t im e . F o r e x a m p l e , th e b r u i s er e s is ta n c e o f J o n a t h o n a p p l es c h a n g e d f r o m 4 .4 m l J - 1 t o 1 0 .1 m I J - 1 i n 5m o n t h s a t 2 C.

E c k e r t (1 9 77 ) s t a te s t h a t a f t e r se v e r a l d a y s o f i n c u b a t i o n , w o u n di n f e c t i o n b e c o m e s v e r y d i ff ic u lt , i f n o t i m p o s s i b l e , t o e r a d i c a t e . T h i s i sp r e s u m a b l y b e c a u s e c h e m i c a l t r e a t m e n t s c a n n o t r e a c h t h e p a t h o g e n sa c t i v e b e y o n d t h e o r i g i n a l d a m a g e d t i s s u e . T h e b a s i c a i m i n t h em a n a g e m e n t o f d es tr u c ti v e i n te r a c ti o n s t h u s m u s t b e c o n t r o l o f t h ep r i m a r y f a c t o r s , i . e . p h y s i o l o g i c a l , p a t h o l o g i c a l a n d p h y s i c a l d e t e r -m i n a n t s , t o g e t h e r w i t h e n v i r o n m e n t a n d t i m e . I n t h i s w a y , i n t e r a c t i o n sa r e p r e v e n t e d . T h e c o n t r o l o f e s t a b l i s h e d i n t e r a c t i o n s c a n o n l y b e o f


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32 J . E . H o l t , D . S c h o o r l , I . F . M u i r h e a dl im i te d e f fe c tiv e n es s b e c a u s e o f t h e i r c o m p l e x i ty . A c o m p r o m i s e c o n t r o lp r o g r a m m e m a y b e n e e d e d . F o r e x a m p l e , H a r v e y (1 97 8) re p o r t s th a t t h eb a l a n c e b e t w e e n t h e ef fe cts o f t e m p e r a t u r e o n t h e h o s t a n d o n t h ep a t h o g e n m a y b e c ri ti ca l to t h e r e d u c t i o n o f p o s t - h a r v e s t lo ss es . F o rp o t a t o e s a c o m p r o m i s e t e m p e r a t u r e o f 1 0 - 15 C is m a i n t a i n e d t o a l lo ws o m e h e a l i n g o f t h e tu b e r s a n d a ls o t o s lo w b a c t e ri a l g ro w t h .

T h e t o ta l d e t e r io r a t io n o f p r o d u c e a t a n y t im e a s i t m o v e s th r o u g h t h ed i s t r ib u t i o n s y s t e m is h e n c e t h e s u m o f th e d e t e r i o r a t i o n d u e t o p r i m a r ys o u r c e s a n d s e c o n d a r y in t e r a c ti o n s . T h u s , t h e m a n a g e m e n t o f q u a l i ty ind i s t r i b u t i o n m u s t p r e d i c t a n d q u a n t i f y t h e d e t e r i o r a t i o n d u e t o e a c h o ft h e c o n t r i b u t i n g f a c t o rs a n d d e c i d e w h e t h e r t h e t o ta l d e t e r i o r a t i o n isa c c e p t a b l e o r n o t . T h i s i s t h e b a s i s f o r d e c i s i o n m a k i n g a b o u t a v a i l a b l em a n a g e m e n t s t ra te g ie s.

Q U A L I T Y C O N T R O L S T R A T E G I E ST h e d e t e r i o r a t i o n o f p r o d u c e a f te r h a r v e s t is a f u n c t i o n o f b o t h t im e a r idr a t e o f d e t e r i o r a t i o n s o t h a t t h e r e a r e tw o b a s i c s tr a t e g ie s a v a i la b l e t om a n a g e m e n t to c o n t r o l q u a l i ty - - f i r s t , t h e t i m e p r o d u c e s p e n d s in t h ed i s t r ib u t i o n s y s t e m c an b e m o n i t o r e d a n d c o n t r o l l e d a n d , s e c o n d l y , t h ee v e n t s w h i c h d e t e r m i n e t h e ra t e o f d e t e r i o r a t i o n c a n a g a in b e m o n i t o r e da n d , i f n e e d b e , m o d i f i e d . F u r t h e r , i n a n y p a r t i c u l a r s i t u a t i o n , i t isn e c e s s a r y t o e s t a b li s h a c c e p t a b l e a m o u n t s o f d e t e r i o r a t i o n , i .e . a c c e p ta b l eq u a l it y s t a n d a r d s a g a in s t w h i c h c u m u l a t i v e d a m a g e c a n b e j u d g e d .A c c e p t a b l e q u a l i ty s t a n d a r d s n e e d t o b e d e fi n ed in t e rm s o f t h o s ea t t r i b u t e s o f q u a l i ty , b o t h s e n s o r y a n d o b j e c ti v e , w h i c h th e b u y e r o rc o n s u m e r p er ce iv e s t o b e im p o r t a n t . Q u a l it y m a n a g e m e n t d u r i n gd i s t r ib u t i o n t h u s n e e d s t o b e b a s e d o n c o n t i n u a l a s s e s s m e n t o f th ec o n d i t i o n o f p r o d u c e i n t e r m s o f s et q u a li ty s t a n d a r d s , a n d o n t a k i n ga c t i o n w h e n n e e d e d t o e i th e r s ell t h e p r o d u c e i m m e d i a t e l y o r t oa m e l i o r a t e t h e f a c t o r s c a u s i n g d e t e r i o r a t i o n . T h o s e f a c t o r s c a n b ec a t e g o r is e d a s p h y s i o lo g i c a l, p a t h o l o g i c a l a n d p h y s ic a l a n d c o m b i n a t i o n so f t h e s e t h r e e.F i g u r e 2 s h o w s h o w a l te r n a ti v e m a n a g e m e n t st ra te g ie s c a n b e r e p r e-s e n t e d i n t e r m s o f t im e a n d t h e r a te o f d e t e r i o r a t i o n . T h e h o r i z o n t a l ax is ist h e t i m e p r o d u c e s p e n d s i n v a r i o u s h a n d l i n g , t r a n s p o r t a n d s t o r a g eo p e r a t i o n s , s t a r ti n g f r o m h a r v e s t a n d e x t e n d i n g t o th e c o n s u m e r .H a n d l i n g o p e r a t i o n s - - s t a c k i n g , l if ti ng a n d s o r t i n g - - a r e r e p re s e n te d a s


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Post-harvest qu ality strategies o r fruit and vegetables 33

g

10 0

paii~ogenr e a t m e n fM ~ d ~I~,-- -defer iora f ion wa rran is ac t ionra p i d p a f h o ge n g r o w t h / " f 7

50 - I m a n u a lJ

A ~ " - - " ~ ~"--0 2 f 3 J l f - I - 7 - Iha rves t hand l ing hand l ing hand l ing re ta i lo u t l e t

Fig. 2.

C I// r , 1 c

f Br21r "ImanualI. . .J

TIMEAlternative quality m anagem ent strategies on a deterioration-tim e p lot.

i n s t a n t a n e o u s e v e n t s . T h e t i m e s f o r o t h e r a c t i v i t i e s s u c h a s s t o r a g e a n dt r a n s p o r t a r e, o f c o u r s e , n o t n e c e s s a ri ly fi xe d , a n d a r e s u b j e c t tom a n a g e m e n t de c is io n s . S u c h d e c is io n s m i g h t b e p r o m p t e d b y e i th e rq u a l i t y d e t e r i o r a t i o n o r p r i c e a d v a n t a g e f o r s e ll in g a t a p a r t i c u l a r t i m e .

T h e d i s t a n c e u p t h e v e r ti c a l a x is is a m e a s u r e o f t h e d e t e r i o r a t i o n a t a n yp a r t i c u l a r t im e , b e g i n n i n g w i t h t h e i n it ia l q u a l i t y a t h a r v e s t a n d e x t e n d i n gt o t h e a m o u n t o f d e t e r i o r a t i o n t h a t c a n b e a c c e p t e d . B e y o n d t h is le ve l, t h ep r o d u c e i s d e e m e d t o b e s e r io u s ly r e d u c e d i n v al u e. T h e d e t e r i o r a t i o n i sm e a s u r e d a s t h e s u m o f t h e c o n t r i b u t i o n s o f t h e v a r io u s f a c t o r s c a u s i n gd e t e r i o r a t io n , a n d m i g h t b e c o n v e n i e n t l y e x p r e ss e d a s a p e r c e n t a g e fi gu r em a d e u p o f c o n t r i b u t i o n s f r o m t h e f a c to r s , a l so e x p r e ss e d as p e rc e n t a g e s .F o r e x a m p l e , c o n s i d e r a c o n s i g n m e n t o f a p p l es . T h e d e c i s io n t h a t n e e d st o b e m a d e is w h a t r e p r e s e n ts 100 % d e t e r i o r a t i o n f o r e a c h o f t h e t h r e ec o n t r i b u t i n g f a c to r s , e .g . t h e a m o u n t o f b r u i s in g w h i c h is a c c e p ta b l e , t h ea m o u n t o f r o t a n d t h e l o ss o f sh e l f l ife , p e r h a p s i n d i c a te d b y t e x t u re . T h ed e t e r i o r a t i o n o f t h e a p p l e s a t a n y t i m e is t h e t o t a l o f t h e i n d i v i d u a lp e r c e n t a g e s c o n t r i b u t e d b y t h e se f ac t o rs . I f a n y p a r t ic u l a r s a m p l e h a s10 % o f t h e p e r m i s si b l e r o t s , 10 % o f t h e p e r m i s s i b le b r u i s i n g a n d h a s l o s t


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34 J . E . H o l t , D . S ch o o r l , I . F . Mu i r h ea d

1 0 ~ o f t e x t u r e o r s h e l f l if e, t h e n t h e t o t a l d e t e r i o r a t i o n is 3 0 ~ . O n t h i sb a s is , a n o t h e r s a m p l e w i t h n o b r u i s e s a n d n o a p p r e c i a b l e l o s s i n s h e l f l ife ,b u t w i th 3 0 ~ o f th e p e r m i s s i b l e r o t le v el, h a s d e t e r i o r a t e d t h e s a m ep e r c e n t a g e o f t h e t o t a l a l l o w a b l e a n d is , a t t h a t s p e ci fi c t i m e , t h e s a m eq u a l i t y .

S t r a t e g y I a n d S t r a t e g y I I, s h o w n i n F i g . 2, a re e x a m p l e s o f p l o t t i n ga l te r n a ti v e m a n a g e m e n t s tr a te g ie s f o r d i s tr i b u t io n o n a t im e - d e t e r io r a t io nf r a m e w o r k .

S t r a t e g y I s u p p o s e s p r o d u c e w i t h i n it ia l q u a l i ty a t h a r v e s t r e p r e s e n t e db y p o i n t A o n t h e v e r ti c al ax is . I t is t h e n s t o r e d o n t h e f a r m a t t e m p e r a t u r eT 1 u n t i l t i m e t 1 D u r i n g t h i s t i m e t h e p r o d u c e h a s s lo w l y d e t e r i o r a t e d . A tt im e , t l , t h e p r o d u c e is r e tr ie v e d f r o m s t o ra g e a n d l o a d e d o n t o ar e f r i g e r a t e d t r a n s p o r t v e h i c l e , u s i n g a f o r k l i f t , r e s u l t i n g i n a n i n -s t a n t a n e o u s e n e r g y i n p u t (d r o p ) c a u s in g s o m e b ru i si n g . D u r i n g t r a n s p o r ta t t e m p e r a t u r e T 1 t h e v e h ic l e t ra v e r s e s a b u m p a t t i m e t 2 , g iv in g a n o t h e re n e r g y i n p u t a n d c a u s i n g m o r e m e c h a n i c a l d a m a g e . A t t im e t 3 t h ep r o d u c e r e ac h e s th e s t o r a g e d e p o t a t t h e m a r k e t s a n d is a g a in h a n d l e d b ya fo r k l i ft , r e c e iv i n g a n o t h e r e n e r g y i n p u t . A t t h e m a r k e t s t h e p r o d u c e ish e l d in c o o l s to r e , a g a i n a t t e m p e r a t u r e T ~, a n d f u r t h e r r e d u c t i o n i n s h e l flif e t a k e s p l a c e . A t t i m e t 5 t h e p r o d u c e i s r e m o v e d f r o m s t o r a g e , s o l d a n dm a n u a l l y l o a d e d o n a r e ta il er 's t r u c k . T h e m a n u a l h a n d l i n g r e su l ts inm o r e d a m a g e t h a n t h e p re v i o u s m a c h i n e h a n d l in g s . T h e p r o d u c e is n ol o n g e r h e l d a t a c o n t r o l le d t e m p e r a t u r e a n d c o m p l e t e s i ts j o u r n e y t o t h er e ta i l o u t l e t a t t e m p e r a t u r e T 2 > T t . T h e c o n d i t i o n o f t h e p r o d u c e w h e n i ta rr iv e s a t t h e r e ta il s h o p is g iv e n b y t h e s u m m a t i o n o f t h e t e m p e r a t u r ed e t e r i o r a t i o n a n d d a m a g e d u e t o e n e r g y i n p u t s a n d i s r e p r e s e n t e d b yp o i n t B , a b o u t 7 0 ~ o f t h e a c c e p t a b l e d e t e r i o r a t i o n l ev el.

S t r a t e g y I I a s s u m e s p r o d u c e w i t h t h e s a m e i n it ia l q u a l i ty a s t h a t i nS t r a te g y I b u t w i th d o r m a n t i n f e c ti o n . T h e p r o d u c e i s h e l d in s t o r a g e o nt h e f a r m a t t e m p e r a t u r e T 3, s l ig h t l y h i g h e r t h a n T ~, r e s u l t i n g in a f a s t e rd e t e r i o r a t i o n r a te . A t t im e t 1 i t is m a n u a l l y l o a d e d o n t o t r a n s p o r t , a n da p p r ec ia b l e m e c h a n i c a l d a m a g e o c c ur s. D u r i n g t r a n s p o r t a t t e m p e r a t u r eT 3 f u r t h e r d e t e r io r a t i o n o c c u r s d u e t o a b u m p a n d m a n u a l h a n d l in g ,r e s p e ct iv e l y . T h e d a m a g e p r e s e n t a t t i m e t 3 n o w s t i m u l a t e s t h e g r o w t h o ft h e d o r m a n t p a t h o g e n a n d r a p i d d e t e r io r a t io n b e gin s . A t t im e t 4m a n a g e m e n t d e c id e s t h a t d e t e r i o r a t io n le ve ls w a r r a n t a c t io n a n d ap a t h o g e n t r e a t m e n t is ap p l ie d . F r o m t h e n o n , t h e s to r a g e t e m p e r a t u r e iso p t i m i s e d a t T 4. A t t s th e p r o d u c e is l o a d e d i n t o a r e f r i g e r a te d v a n b yf o r k l i f t a n d f i n a l ly a rr i v e s a t t h e r e t a i l s h o p i n c o n d i t i o n C , s l ig h t l y l o w e r


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Post-harvest quality strategies fo r fru it and vegetables 35i n q u a l i t y t h a n t h e f ir s t c o n s i g n m e n t . I f c o r r e c t i v e a c t i o n w a s n o t t a k e n a tt 4 t h e p r o d u c e w o u l d h a v e e x c e e d e d a c c e p t a b l e l im i t s , a t p o i n t: C , s ay , a n dc o u l d n o t h a v e b e e n d e l iv e r e d to t h e r e t a il o u t l e t i n s a le a b l e c o n d i t i o n .

C O N C L U S I O NF o r h o r t i c u l tu r a l p r o d u c e t h e r e is e n o u g h i n f o r m a t i o n a v a i la b le in m a n yc a s es to p r o v i d e a s o u n d b a s is f o r t h e q u a n t i f ic a t i o n o f d e t e r i o r a t i o n d u et o p h y s i o l o g i c a l, p a t h o l o g i c a l a n d p h y s i c a l f a c t o r s , as t h e p r o d u c e m o v e st h r o u g h t h e d i s t r i b u t i o n s y s t em . W h e r e t h e i n f o r m a t i o n d o e s n o t e x is t,t h is p a p e r s h o w s w h a t s o r t o f i n f o r m a t i o n w o u l d a s si st in t h e d e v e lo p -m e n t o f m a n a g e m e n t s tr at eg ie s .

A C K N O W L E D G E M E N TT h a n k s a r e d u e to M r M . G a u l d f o r a s s i s t a n ce in th e p r e p a r a t i o n o f t h ef i g u r e s .

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Post-Harvest Quality Control Strategies for Fruit and Vegetables

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