Effect of commercial edible coatings on the shelf life of chestnut (Castanea sativa) subjected to long-term storage

The chestnut fruit is very consumed worldwide. However, three main types of problems can be stated in the postharvest and during chestnut storage, namely insect worms and the development of filamentous fungi, and weight loss. Thus, the search for methodologies that minimize these problems is fundamental. The purpose of this present work was to test different commercial edible coatings, namely Proallium, Foodcoat and the two combined, to apply to chestnuts to increase their long-term storage. Thus, the main objective of this work was to check the effect of these edible coatings on the physic-chemical and microbiological properties of the fruit along its storage to evaluate the food quality and safety. All coated and uncoated samples were stored in refrigerated industrial chambers for four months. The weight loss, color, texture, water activity (aw), moisture content, titratable acidity, total soluble solids, reducing sugars, individual sugars, starch contents, and microbiological analysis were determined. During the four months of storage, the color parameters of the shell and kernel showed no significant differences between the treatments, with some exceptions. For the texture parameters (skin strength, elasticity and work required to penetrate the chestnut tissue), no significant differences were found between the treatments for a specific storage time. Nevertheless, a decrease in the maximum force and the area below the curve were detected along the storage period for each treatment. For the control, Proallium, Foodcoat, and Proallium + Foodcoat, a decrease in the area under the curve was observed after four months of storage compared to the beginning. Concerning the weight loss, after storage, Foodcoat was the coating with the best performance with the lowest weight loss (5 to 6%). On the contrary, chestnuts with Proallium and Proallium+Foodcoat achieved weight losses of around 14%. The application of the edible coatings had no significant effect on the moisture content and water activity, while the coatings had increased the titratable acidity. The total soluble solids increased in the first month for both coated and uncoated (control) fruit; however, no significant differences were observed between the treatments, suggesting that the different coatings applied did not change the TSS of the chestnuts significantly, with some exceptions. For the reducing sugars, significant differences were only observed after four months. The highest content was determined in control (553 ± 48 mg/100 g d.m.). The starch contents were determined only at the beginning and after four months. The values varied between 48.9 and 51.2%, with no significant differences between treatments and both times. For the individual sugars, the sacharose+maltose were the main free sugars present in the chestnuts. No significant differences were observed between treatments and storage time for raffinose and sacharose+maltose. On the contrary, a decrease in glucose and fructose contents was observed in Foodcoat after four months. In Proallium, this decrease was only determined on fructose. For aerobic mesophiles and the moulds and yeasts, the Proallium was the most efficient during two months. On the contrary, in the control and other treatments, the counts increased along storage time. In conclusion, the application of commercial edible coatings may significantly prevent weight loss and microbial growth.

A castanha é um fruto muito consumido no mundo inteiro. No entanto, três principais tipos de problemas podem ser mencionados na pós-colheita e durante o armazenamento da castanha, designadamente a presença de insetos e o desenvolvimento de fungos filamentosos, e a perda de peso. Assim, a procura de metodologias que minimizem estes problemas é fundamental. O objetivo do presente trabalho foi testar diferentes revestimentos comestíveis comerciais, designadamente, Proallium, Foodcoat e a sua mistura (Proallium+Foodcoat), para aplicar às castanhas para aumentar o seu armazenamento a longo prazo. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi verificar o efeito destes revestimentos comestíveis nas propriedades físico- químicas e microbiológicas na castanha ao longo do seu armazenamento, a fim de avaliar a qualidade e segurança alimentar. Todas as amostras revestidas e não revestidas (controlo) foram armazenadas em câmaras industriais refrigeradas por 4 meses. Os parâmetros determinados foram a perda de peso, cor, textura, atividade da água (aw), teor de humidade, acidez titulável, sólidos solúveis totais, açúcares redutores, açúcares individuais, amido e análise microbiológica. Durante esses quatro meses de armazenamento, a cor da casca e do miolo não mostraram diferenças significativas entre os tratamentos, salvo raras exceções. Para a textura (dureza da casca, elasticidade e trabalho necessário para penetrar a castanha), não foram encontradas diferenças significativas entre os tratamentos para um tempo de armazenamento específico. No entanto, uma diminuição da força máxima e da área abaixo da curva foram detectadas ao longo do período de armazenamento para cada tratamento. Para o controlo, Proallium, Foodcoat e Proallium + Foodcoat, uma diminuição na área sob a curva foi observada após quatro meses de armazenamento quando comparado com o início. Em relação à perda de peso, após o armazenamento, o Foodcoat foi o revestimento que mostrou o melhor desempenho com a menor perda de peso (5 a 6%). Pelo contrário, as castanhas revestidas com Proallium e Proallium+Foodcoat alcançaram perdas de peso de cerca de 14%. A aplicação dos revestimentos comestíveis não teve efeito significativo sobre o teor de humidade e a atividade da água, mas a aplicação de revestimentos aumentaram a acidez titulável. Os sólidos solúveis totais aumentaram no primeiro mês tanto para a fruta revestida quanto para a não revestida (controlo). Entretanto, não foram observadas diferenças significativas entre tratamentos, sugerindo que os diferentes revestimentos aplicados não alteraram significativamente os TSS, salvo algumas exceções. Em relação aos açúcares redutores, diferenças significativas só foram observadas após quatro meses. O valor mais alto foi determinado no controle (553 ± 48 mg/100 g d.m.). Quanto ao teor de amido, os valores só foram determinados somente no início e após quatro meses. Os valores variaram entre 48,9 e 51,2%, sem diferenças significativas entre os tratamentos e ambos os tempos. Para os açúcares individuais, a sacarose+maltose foram os principais açúcares livres presentes nas castanhas. Não foram observadas diferenças significativas entre tratamentos e tempo de armazenamento para a rafinose e sacarose+maltose. Pelo contrário, uma diminuição nos teores de glicose e frutose foi observada no Foodcoat após quatro meses. No Proallium, esta diminuição foi só observada na frutose. Para os microrganismos mesófilos aeróbios e os bolores e leveduras, o Proallium foi o mais eficiente durante dois meses. Pelo contrário, as contagens aumentaram ao longo do tempo de armazenamento para o controlo e outros tratamentos. Em conclusão, a aplicação de revestimentos comestíveis comerciais pode prevenir de forma significativa a perda de peso e o crescimento microbiano.

Work financed by ValorCast Project (PDR2020-101-032034), as part of a community initiative promoted by PDR2020 and co-financed by FEADER, within the Portugal 2020. This work was also partially financed by CIMO (UID/AGR/00690/2020) through the FEDER under PT2020.