Хранение яблок в инновационных технологиях

В конце 90-х годов прошлого века были разработаны инновационные технологии хранения фруктов, среди которых технологии высшего уровня (атмосфера с концентрацией кислорода ниже 1%) и обработка фруктов после сбора урожая препаратами, содержащими 1-метилциклопропен (1-МСР).

Их развитие было продиктовано в первую очередь необходимостью ограничить темп неблагоприятных изменений качества плодов (снижение твердости и кислотности) при хранении, а также предотвратить или даже отсрочить возникновение определенных физиологических заболеваний плода (в первую очередь поверхностного ожога).

Послеуборочная обработка плодов 1-MCP
Это новая технология хранения фруктов, овощей и декоративных растений. Его происхождение восходит к середине 1990-х годов, когда циклопропены были запатентованы (в 1996 г.) Э. Сислером и С. Бланкеншипом в качестве ингибиторов этилена. Среди многих производных циклопропена 1-метилциклопропен (1-МСР) заслуживает особого внимания. Его эффективность в замедлении старения срезанных цветов и созревания климактерических плодов была подтверждена в исследованиях и является результатом воздействия на процессы, связанные с производством и чувствительностью к этилену. 1-МСР присоединяется к этиленовым рецепторам в клеточных мембранах, тем самым ингибируя синтез этилена.

Впервые в коммерческом масштабе 1-MCP (под названием EthylBlock®) был использован в 1999 году для поддержания свежести цветов, срезанных Floralife. Затем компания AgroFresh запустила препарат под названием SmartFresh, который использовался для ограничения созревания фруктов и овощей. Динамичное развитие исследований, результаты которых подтвердили эффективность 1-MCP в поддержании качества, замедлении полового созревания и снижении некоторых физиологических заболеваний, означало, что к 2005 году он уже был зарегистрирован почти в 20 странах мира. В зависимости от страны, регистрация включена Различают следующие виды фруктов и овощей: яблоки, абрикосы, авокадо, киви, манго, дыни, нектарины, персики, папайя, груши, перец, сливы и помидоры. В последующие годы активно развивались исследования по применению 1-MCP.

В Польше SmartFresh может использоваться с 2008 года и зарегистрирован только для использования после сбора урожая в хранилище яблок. После сбора урожая яблоки должны быть охлаждены и примерно через 5-6 дней фрукты обрабатываются 24 часа в закрытой камере хранения. Выпуск газообразного 1-MCP происходит в специальном генераторе, поэтому препарат не доступен на рынке в свободной продаже, и вы можете заказать только услугу по обработке его фруктами. После его завершения генератор извлекается из камеры, и яблоки могут храниться как в нормальных условиях (NA), так и в контролируемой атмосфере (KA). В Польше исследование влияния препарата на качество яблок было начато в Институте садоводства и цветоводства в Скерневицах (в настоящее время Институт садоводства) в начале XXI века. На основании многолетних исследований можно сделать вывод, что применение SmartFreshTM после сбора урожая значительно ограничивает снижение плотности и кислотности яблок по сравнению с необработанными фруктами, хранящимися в тех же условиях. Лечебный эффект гораздо сильнее при хранении плодов в КА, чем в условиях АН. Помимо поддержания твердости и кислотности (особенно во время торговли товарами), препарат значительно уменьшает и задерживает возникновение поверхностных ожогов (фото 1). В некоторые сезоны хранения это также способствует снижению потерь, связанных с развитием горькой гнили яблок (фото 2), что является следствием ограничения созревания плодов, а не противогрибковой активности препарата. Однако эффективность снижения этого заболевания зависит, прежде всего, от времени года.

Рис. 1. Поверхностные ожоги

Рис. 2. Горькая гниль яблок

В связи с тем, что иногда после обработки может усилиться тяжесть некоторых физиологических заболеваний, необходимо следовать рекомендациям относительно времени сбора урожая, охлаждения и любых других операций после сбора урожая, включенных в информационную брошюру по лечению яблок. В частности, проблемы могут возникнуть у крестообразных змей (фото 3), зубного налета (фото 4) или стрессовых поражений кожи (фото 5). Как показывает наш опыт, ни одно из этих поражений напрямую не вызвано лечением 1-МСР. На их появление главным образом влияют условия роста и сроки сбора яблок. В сезоны с высокой степенью физиологических заболеваний мы также наблюдаем симптомы заболеваний на необработанных фруктах, а лечение, поскольку дополнительный стресс после сбора урожая, может только увеличить размер потерь. Плара является формой общеизвестного горького подкожного пятна (фото 6). Сорт 'Szampion' особенно подвержен этим повреждениям.

Рис. 3. Затылочная резекция

Рис. 4. Плара

Рис. 5. Стресс повреждения кожи на «Szampion»

Рис. 6. Горькое подкожное пятно [NEW_PAGE] В настоящее время многие исследовательские центры проводят исследования, результаты которых свидетельствуют об улучшении энергетического баланса объектов, в которых хранятся яблоки. Это связано с ограничением скорости дыхания фруктов (более короткая работа скрубберов с углекислым газом), а также с возможностью хранения яблок при температуре, немного превышающей рекомендованную в настоящее время, без ухудшения качества.

Технологии с низким содержанием кислорода
Просматривая учебники в области хранения фруктов, мы чаще всего находим информацию о том, что хранение яблок в атмосфере, содержащей менее 1% кислорода, невозможно в практике выращивания фруктов. Это было общее мнение в 1980-х годах. Считалось, что концентрация кислорода в атмосфере хранения, содержащей менее 1% кислорода, вызывает анаэробное дыхание плода (брожение) и приводит к внешнему и внутреннему повреждению. В 1990-х годах в Южной Африке, США и Канаде были проведены первые научные исследования, свидетельствующие о возможности применения стресса с низким содержанием кислорода в начальный период хранения. В течение примерно двух недель яблоки подвергались стрессу с низким содержанием кислорода (обычно концентрация кислорода в атмосфере хранения составляла около 0,4%). В конце стресса плоды хранили в условиях, обычно называемых ULO, то есть с концентрацией кислорода в диапазоне 1,2-1,5%. Этот метод обработки плодов был назван ILOS (начальный стресс с низким содержанием кислорода), то есть стресс с низким содержанием кислорода в начальный период хранения. Первые коммерческие камеры, использующие эту систему, появились в конце 1990-х годов. Развитие технологии такого типа было продиктовано поиском методов снижения неблагоприятных изменений качества яблок и развитием поверхностных ожогов. Однако оказалось, что результаты хранения были неудовлетворительными с практической точки зрения.

Следующим шагом в развитии технологии с низким содержанием кислорода было использование двух или трех низко-кислородного стресса во время хранения. Длина отдельных напряжений и частота их повторения чаще всего определяются на основе анализа содержания этилового спирта в мякоти яблока, которые периодически извлекаются из хранилища. В Италии были даны рекомендации относительно максимальной концентрации алкоголя в соке, полученном из яблок, хранящихся в такой системе. Для большинства сортов безопасная концентрация этанола в целлюлозе находится в диапазоне 30-70 частей на миллион. Исключение составляет «Red Delicious», для которого концентрация этанола может достигать 300-400 ч / млн. Концентрация этанола чаще всего измеряется с помощью специального прибора, оборудованного специальным ферментативным электродом (фото 7). Тем не менее, это не очень точное измерение, как указано в инструкциях в руководстве по эксплуатации устройства, но кажется, что оно является достаточно точным для этой технологии хранения. Например, для получения более точных результатов следует использовать хроматографический анализ. К сожалению, в разработанных таблицах мы не находим рекомендаций для типичных «польских» яблок, которые поступают на хранение. Измерение содержания этанола в соке также является основой двух технологий, появившихся на польском рынке хранения (SwinglosTM и ILOS-Plus). Несмотря на значительные различия в поддержании технологического режима атмосферы, можно предположить, что обе технологии представляют одну группу. Измерение содержания этанола также является основой для регулирования состава атмосферы в системе DCS (Dynamic Control SystemTM). Однако его следует включить в следующую «группу» технологий с низким содержанием кислорода. В этой системе измерение концентрации этанола проводится в атмосфере хранения, а не в яблочной мякоти (соке). Измерение проводится с использованием очень чувствительного анализатора (фото 8) в пробе газа, взятого из специального контейнера (фото 9), помещенного в холодный склад и периодически закрываемого, в котором находится контролируемая партия яблок.

Рис. 7 Устройство для измерения этанола в соке

Рис. 8. Анализатор этанола в атмосфере хранения

Рис. 9. Контейнер с фруктами, используемый в технологии DCS

[NEW_PAGE] Еще одна инновационная технология хранения фруктов - это динамически контролируемая атмосфера - DCA (Dynamic Controlled Atmosphere). Для некоторых это считается единственной динамически управляемой системой с низким содержанием кислорода, в которой регулирование условий хранения основано на сигнале от специальных датчиков, размещенных в камере хранения. Основой для разработки системы были исследования, проведенные, среди прочего, доктором наук. Роберт Прендж из Канады в конце 1990-х Результаты показали возможность использования флуоресценции хлорофилла для выявления стресса, связанного с низкой концентрацией кислорода (O2) и высокой концентрацией углекислого газа (CO2). В результате сотрудничества с коммерческой компанией была создана система, известная как HarvestWatchTM. Шесть яблок помещены в специальные ящики с датчиками, за которыми следят во время хранения (фото 10). Во время возникновения низкого кислородного стресса с датчиков (фото 11) поступает сигнал, связанный с флуоресценцией хлорофилла, благодаря которому порог анаэробного дыхания для данного сорта устанавливается в конкретный сезон хранения. Условия хранения затем корректируются путем увеличения концентрации кислорода на 0,2-0,3% выше установленного порогового значения, и концентрация углекислого газа должна быть достаточной, чтобы соотношение O2: CO2 составляло от 1: 1 до 1: 3, в зависимости от сорта. В Европе доктор Анжело Занелла (Исследовательский центр сельского и лесного хозяйства г. Лаймбург, Италия) провел исследование по применению этой системы на практике. Хотя в Италии система коммерческих холодильных камер появилась в 2003 году, исследования по разработке протоколов хранения для отдельных сортов продолжаются. Доктор Прандж и доктор Занелла ранее совместно разработали 6 протоколов. Стандартная процедура хранения в DCA предполагает зарядку камеры в течение 5 дней, в течение следующих двух дней снижение концентрации кислорода до 3%, а затем в течение 7 дней для достижения характерного пика флуоресценции хлорофилла, указывающего на самую низкую, безопасную концентрацию кислорода, ниже которой происходит анаэробное дыхание. Однако есть разновидности, для которых анаэробный стресс должен появиться только через 4 недели после нагрузки.

Рис. 10. Коробка с сенсором и фруктами, используемая в технологии DCA

Рис. 11. Поток сигнала от датчиков и анализатора концентрации кислорода в технологии DCA

С 2009 года также проводятся исследования с использованием DCA в отделе хранения фруктов Института садоводства. Система включает в себя, среди прочего датчики для мониторинга возникновения вызванной стрессом флуоресценции хлорофилла и компьютерная программа, которая позволяет интерпретировать полученный сигнал. Использование DCA позволяет поддерживать высокий уровень твердости и кислотности яблок во время хранения, а также уменьшить ошпаривание поверхности и внутреннее потемнение.

Дополнительным фактором, способствующим развитию технологий с низким содержанием кислорода, является запрет на использование дифениламина (DPA), химического препарата против поверхностных ожогов, практически во всей Европе, и связанная с этим необходимость поиска альтернативного метода для снижения потерь при хранении. Однако следует помнить, что аналогично обработке яблок SmartFreshTM после уборки урожая, а также в случае технологий с низким содержанием кислорода, из-за дополнительного стресса в некоторых сезонах хранения может произойти повышенный ущерб яблокам. Чаще всего они имеют форму повреждения кожи и внутренней коричневости (фото 12).

Рис. 12а. Повреждение кожи яблока после хранения по технологии с низким содержанием кислорода

Рис. 12b. Повреждение яблочной мякоти после хранения в низкокислородных технологиях

При использовании современных технологий хранения фруктов следует помнить, что фрукты, предназначенные для хранения в них, должны собираться в сроки, оптимальные для данной технологии и характеризующиеся высоким качеством. Восприимчивость плодов к возникновению болезней хранения очень часто связана с течением погодных условий в течение вегетационного периода. Следует помнить, что чем больше современных технологий мы используем, тем выше требования к обслуживающему персоналу, и зачастую нам приходится платить более высокую цену за допущенные ошибки. Современные технологии позволяют снизить потери, вызванные ошпариванием поверхности или внутренним бронзированием, но не устраняют угрозу заболевания (обычно значительно задерживают его возникновение).

Стоит упомянуть довольно частые случаи «удушения» яблок в хранилищах. Затем производители спрашивают, пригодны ли такие яблоки для дальнейшего хранения, не говоря уже о продаже. Цитируя эти технологии, они считают, что даже неделя хранения в анаэробных условиях не должна наносить вред плоду. Однако на практике это выглядит совершенно иначе. Существует значительный ущерб плоду из-за общего потребления кислорода в камере воздухопроницаемыми яблоками и в большинстве случаев накоплением значительного количества углекислого газа (даже нескольких процентов). Очень часто повреждение вызвано избытком углекислого газа. Как упоминалось ранее в технологиях с низким содержанием кислорода, концентрация диоксида углерода в случае сортов, толерантных к его концентрации, обычно не превышает 1,5%. Обычно, однако, это ниже 1%. Этот тип неблагоприятных условий для яблок возникает чаще всего из-за ошибок в работе и / или сбоев оборудования. Однако следует отметить, что в большинстве случаев создание таких условий также является ошибкой службы, задача которой состоит в том, чтобы устранить неисправность как можно скорее и, прежде всего, проверить предполагаемые условия хранения.

Традиционно, в конце, предупреждение о работе объектов с контролируемой атмосферой. Абсолютно необходимо помнить, что оптимальные условия для яблок смертельны для человека.

Доктор Кшиштоф П. Рутковски, Институт садоводства в Скерневице
фот. 1, 2, 5-8, 12 Е. Блащик
фот. 3, 4, 9-11 КП Рутковски

Статья приходит из числа 2/2013 Руководство по саду

Похожие