بررسی سیستماتیک و مقایسه ای تاثیر تیمارهای پوتریسین و کیتوزان بر عمر انباری و شاخص های کیفی چهار رقم مهم انگور

یکی از چالش های اساسی در زنجیره تامین این محصول عمر انباری کوتاه و حساسیت بالا به فساد است. برآوردها نشان می دهد که در کشورهای در حال توسعه مانند ایران ضایعات پس از برداشت انگور ممکن است به بیش از ۳۰ درصد برسد. با این حال پاسخ به این تیمارها ممکن است به دلیل تفاوت های ژنتیکی و بیوشیمیایی ذاتی ارقام مختلف، انگور کاملا متفاوت باشد. بنابراین، هدف اصلی این پژوهش بررسی سیستماتیک و مقایسه ای تاثیر تیمارهای پوتریسین و کیتوزان به صورت جداگانه و ترکیبی بر عمر انباری و شاخص های کیفی چهار رقم مهم انگور یاقوتی عسگری شاهانی و فلیم (سیدلس) و ارائه یک پروتکل بهینه شده و کاربردی برای صنعت انبارداری است. این پژوهش به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه فاکتور انجام خواهد شد. فاکتور اول شامل چهار رقم انگور یاقوتی عسگری شاهانی و فلیم (سیدلس)، فاکتور دوم شامل سه سطح پوتریسین صفر (شاهد)، ۱ و ۲ میلی مولار و فاکتور سوم شامل سه سطح کیتوزان صفر (شاهد)، ۰.۵ و ۱ درصد وزنی-حجمی می باشد. در مجموع ۳۶ تیمار مختلف حاصل خواهد شد. میوه های هر رقم در مرحله رسیدگی تجاری و با دقت از یک باغ یکنواخت برداشت شده و پس از انتقال به آزمایشگاه، خوشه های سالم و یکنواخت انتخاب خواهند شد. تیمارها به روش غوطه وری به مدت ۳ دقیقه اعمال شده و پس از خشک شدن در هوای آزاد، نمونه ها در شرایط کنترل شده سردخانه ای دمای ۱۰ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ۸۵ درصد به مدت ۶۰ روز نگهداری می شوند. ارزیابی های کمی و کیفی در زمان های پس از تیمار، ۱۵، ۳۰، ۴۵ و ۶۰ روز پس از انبارداری انجام خواهد شد. شاخص های مورد اندازه گیری شامل: ۱) صفات فیزیکی درصد کاهش وزن و سفتی بافت با استفاده از بافت سنج، ۲) صفات شیمیایی مواد جامد محلول (TSS یا بریکس)، اسیدیته قابل تیتر، و نسبت TSS/TA (شاخص طعم)، ۳) صفات بیوشیمیایی محتوای ترکیبات فنلی کل با روش فولین-سیئو-کالتو، فعالیت آنتی اکسیدانی با روش مهار رادیکال (DPPH) و نرخ تنفس، ۴) صفات بیماری شناسی درصد خوشه های آلوده و شاخص شدت بیماری ناشی از قارچ Botrytis cinerea. داده های حاصل پس از اطمینان از پیش فرض های آماری مورد تجزیه واریانس (ANOVA) قرار گرفته و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن در سطح احتمال ۵ درصد انجام می شود. برای درک بهتر روابط بین صفات و طبقه بندی تیمارها و ارقام از تجزیه همبستگی و تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) استفاده خواهد شد. بر اساس مبانی نظری و پیشینه پژوهش انتظار می رود که هر دو تیمار پوتریسین و کیتوزان به طور معنی داری موجب افزایش عمر انباری و حفظ کیفیت ارقام انگور شوند اما احتمالا با مکانیسم های عمل متفاوت پیش بینی می شود که پوتریسین با مهار بیوسنتز اتیلن و افزایش فعالیت سیستم آنتی اکسیدانی درون بافتی به طور ویژه بر کاهش سرعت پیری فیزیولوژیک تاثیر گذارد. این امر ممکن است به صورت کاهش نرخ تنفس، حفظ بهتر سفتی بافت، کاهش فعالیت آنزیم های نرم کننده بافت مانند پلی گالاکتور ناز، و کاهش افت اسیدیته قابل مشاهده باشد. از سوی دیگر کیتوزان با تشکیل یک پوشش نیمه تراوا بر سطح میوه، احتمالا با کاهش تبادل گازی و حفظ رطوبت، همچنین خاصیت ضدقارچی مستقیم کیتوزان و توانایی آن در القای پاسخ های دفاعی در میوه مانند افزایش تولید فیتوالکسین ها و آنزیم های مرتبط با دفاع پیش بینی می شود که به طور چشمگیری شیوع و شدت آلودگی قارچی را در طول دوره انبارمانی کاهش دهد. نکته کلیدی و نوآورانه این پژوهش تمرکز بر واکنش وابسته به رقم است؛ انتظار می رود که ارقام مختلف به دلیل تفاوت در ویژگی هایی مانند ضخامت کوتیکول، تراکم بافت، ترکیب اولیه مواد جامد محلول و اسیدیته و ظرفیت ذاتی سیستم آنتی اکسیدانی، پاسخ های متفاوتی به تیمارهای یکسان نشان دهند. به عنوان مثال ممکن است رقم یاقوتی با پوست نسبتا ضخیم تر، بیشتر از اثر سدی و ضدقارچی کیتوزان بهره ببرد در حالی که رقم عسگری با حساسیت فیزیولوژیک بالاتر واکنش بهتری به اثرات ضدپیری پوتریسین نشان دهد. رقم فلیم سیدلس به عنوان یک رقم بیدانه و با اهمیت صادراتی بالا ممکن است بهترین نتیجه را از تیمار ترکیبی دریافت کند که هم زمان مکانیسم های فیزیولوژیک و فیزیکوشیمیایی را هدف قرار می دهد. شناسایی این اثر متقابل معنی دار بین فاکتور رقم و نوع تیمار یافته ای با ارزش کاربردی بالا خواهد بود. همچنین این پژوهش به بررسی اثر سینرژیستیک هم افزایی احتمالی تیمار ترکیبی پوتریسین و کیتوزان می پردازد. این فرضیه وجود دارد که استفاده هم زمان از این دو ترکیب می تواند نتایج بهتری نسبت به کاربرد جداگانه هر یک ایجاد کند؛ چرا که پوتریسین از درون سلول ها به حفظ حیات و تاخیر در پیری کمک می کند در حالی که کیتوزان از بیرون مانند یک سپر چندلایه در برابر عوامل مخرب فیزیکی و بیولوژیک عمل می نماید. اثبات این هم افزایی می تواند به طراحی فرمولاسیون های کارآمدتر و مقرون به صرفه تر بینجامد. در مجموع این پژوهش در پی آن است که نشان دهد تیمارهای طبیعی پوتریسین و کیتوزان می توانند جایگزینی امیدبخش و پایدار برای روش های شیمیایی مرسوم در مدیریت پس از برداشت انگور باشند. موفقیت نهایی این راهکار اما در بهره گیری از یک رویکرد اختصاصی و متناسب با رقم نهفته است. این مطالعه با ارائه داده های مقایسه ای دقیق برای چهار رقم مهم، پروتکل های بهینه شده تیماری را پیشنهاد خواهد داد که می تواند مستقیما توسط باغداران، مدیران سردخانه ها و شرکت های صادراتی به کار گرفته شود. کاهش ضایعات، افزایش مدت نگهداری، حفظ کیفیت برتر و حذف نگرانی های مربوط به باقیمانده سموم، نه تنها سودآوری اقتصادی را افزایش می دهد بلکه با اصول کشاورزی پایدار، سلامت مصرف کننده و الزامات تجارت بین المللی نیز همسو است. در نهایت نتایج این تحقیق می تواند پایه ای برای تحقیقات آتی در زمینه فرموله سازی های پیشرفته (مانند نانوکپسول ها)، بررسی های اقتصادی دقیق و مطالعات مکانیسمی عمیق تر در سطح ژنوم و پروتئوم باشد.